مجموع تشعشعات خورشیدی تابش خورشیدی: انواع

پاسخ از قفقازی[تازه کار]
تابش کل بخشی از تابش منعکس شده و بخشی از تابش مستقیم است. بستگی به ابر و ابر دارد.

پاسخ از آرمان شایسلطانوف[تازه کار]
ارزش تابش خورشیدی در saryarka

پاسخ از ووا واسیلیف[تازه کار]
تابش خورشیدی - تابش الکترومغناطیسی و جسمی خورشید

پاسخ از نازوفارنکس[فعال]
تابش خورشیدی - تابش الکترومغناطیسی و جسمی از خورشید. تابش الکترومغناطیسی به شکل امواج الکترومغناطیسی با سرعت نور حرکت می کند و در جو زمین نفوذ می کند. قبل از سطح زمینتابش خورشیدی به صورت تابش مستقیم و پراکنده است.
تابش خورشید منبع اصلی انرژی برای تمام فرآیندهای فیزیکی و جغرافیایی است که در سطح زمین و در جو رخ می دهد. تابش خورشیدی معمولاً با اثر حرارتی آن اندازه گیری می شود و بر حسب کالری در واحد سطح در واحد زمان بیان می شود. در مجموع، زمین کمتر از یک دو میلیاردم تابش خود را از خورشید دریافت می کند.
تابش کل خورشید بر حسب کیلو کالری بر سانتی متر مربع اندازه گیری می شود.
با حرکت از شمال به جنوب، میزان تابش خورشیدی دریافتی قلمرو افزایش می یابد.
تابش خورشیدی تابش نور و گرما از خورشید است.

منطقه ایتوزیع تابش خورشیدی در نزدیکی سطح زمین

تشعشعات خورشیدی به سطح زمین می رسد و در اثر جذب و پراکندگی اتمسفر ضعیف می شود. علاوه بر این، همیشه ابرهایی در جو وجود دارد و تابش مستقیم خورشید اغلب به سطح زمین نمی رسد و توسط ابرها جذب، پراکنده و منعکس می شود. ابری می تواند جریان تابش مستقیم را در یک محدوده وسیع کاهش دهد. به عنوان مثال در منطقه بیابانی به دلیل وجود ابرها تنها 20 درصد تابش مستقیم خورشید از بین می رود. اما در آب و هوای موسمی، از دست دادن تابش مستقیم به دلیل ابری 75٪ است. در سن پترزبورگ، حتی به طور متوسط ​​در سال، ابرها 65 درصد تشعشعات مستقیم را به سطح زمین منتقل نمی کنند.

توزیع تابش مستقیم خورشید بر روی کره زمین پیچیده است، زیرا درجه شفافیت جو و شرایط ابر بسته به موقعیت جغرافیایی بسیار متغیر است. بیشترین هجوم تابش مستقیم در تابستان نه در عرض های جغرافیایی قطبی، مانند مرز جو، بلکه در عرض جغرافیایی 30-40 درجه است. در عرض های جغرافیایی قطبی، کاهش تابش به دلیل ارتفاعات کم خورشید بسیار زیاد است. در بهار و پاییز، حداکثر تابش مستقیم در خط استوا نیست، مانند مرز جو، اما در 10-20 درجه در بهار و 20-30 درجه در پاییز: استوا بیش از حد ابری است. فقط در زمستان این نیمکره، منطقه استوایی بیش از همه مناطق دیگر تابش در سطح زمین و همچنین در مرز بالایی جو دریافت می کند.

تابش پراکنده به طور کلی کمتر از خط مستقیم است، اما ترتیب قدر یکسان است. در عرض های جغرافیایی گرمسیری و متوسط، میزان تابش پراکنده از نصف تا دو سوم تابش مستقیم است. در عرض جغرافیایی 50-60 درجه در حال حاضر نزدیک به مستقیم است و در عرض های جغرافیایی بالا (60-90 درجه) تشعشعات پراکنده تقریباً برای کل سال مستقیم تر است. در تابستان، جریان تابش پراکنده در عرض های جغرافیایی بالا بیشتر از سایر مناطق نیمکره شمالی است.

توزیع جغرافیایی تابش کل

توزیع مقادیر (مجموع) سالانه و ماهانه تابش کل را در سراسر جهان در نظر بگیرید. می بینیم که کاملاً منطقه ای نیست: خطوط ایزوله تشعشع روی نقشه ها با دایره های عرضی منطبق نیستند. این انحرافات با این واقعیت توضیح داده می شود که شفافیت جو و ابری بر توزیع تابش در سراسر جهان تأثیر می گذارد. مقدار سالانه تابش کل در عرض های جغرافیایی گرمسیری و نیمه گرمسیری بیش از 140 کیلو کالری بر سانتی متر مربع است. آنها به ویژه در بیابان های نیمه گرمسیری کم ابر و در شمال آفریقابه 200-220 کیلو کالری در سانتی متر مربع برسد. اما در مناطق جنگلی استوایی با ابرهای بزرگ آنها (بر روی حوضه های آمازون و کنگو، بالای اندونزی)، آنها به 100-120 کیلو کالری در سانتی متر مربع کاهش می یابند. به سمت عرض های جغرافیایی بالاتر هر دو نیمکره، مقادیر سالانه تابش کل کاهش می یابد و در عرض جغرافیایی 60 درجه به 60-80 کیلو کالری بر سانتی متر مربع می رسد. اما سپس دوباره رشد می کنند - کمی در نیمکره شمالی، اما به طور قابل توجهی در بالای قطب جنوب کم ابر و برفی، جایی که در اعماق سرزمین اصلی به 120-130 کیلو کالری در سانتی متر مربع می رسند، یعنی مقادیر نزدیک به مناطق گرمسیری و بیش از حد. استوایی ها بر روی اقیانوس ها، میزان تشعشعات کمتر از سطح زمین است.

در ماه دسامبر، بیشترین میزان تشعشع، تا 20-22 کیلو کالری بر سانتی متر مربع و حتی بیشتر، در بیابان های نیمکره جنوبی است. اما در مناطق ابری نزدیک به استوا، آنها به 8-12 کیلو کالری / سانتی متر مربع کاهش می یابد. در نیمکره شمالی زمستانی، تابش به سرعت به سمت شمال کاهش می یابد. شمال موازی 50 کمتر از 2 کیلو کالری بر سانتی متر مربع است و کمی شمال دایره قطبی صفر است. در تابستان نیمکره جنوبی، به سمت جنوب به 10 کیلو کالری در سانتی متر مربع و در عرض های جغرافیایی 50-60 درجه کاهش می یابد. اما سپس رشد می کند - تا 20 کیلو کالری / سانتی متر مربع در سواحل قطب جنوب و بیش از 30 کیلو کالری / سانتی متر مربع در داخل قطب جنوب، که در آن، بنابراین، بیشتر از تابستان در مناطق استوایی است.

در ماه ژوئن بیشترین میزان تشعشع با بیش از 22 کیلوکالری بر سانتی متر مربع در شمال شرق آفریقا، عربستان و ارتفاعات ایران مشاهده شد. تا 20 کیلو کالری بر سانتی متر مربع و بالاتر در آنها قرار دارند آسیای مرکزی; بسیار کمتر، تا 14 کیلو کالری در سانتی متر مربع، در بخش های گرمسیری قاره های نیمکره جنوبی. در مناطق ابری استوایی، مانند ماه دسامبر، آنها به 8-12 کیلو کالری / سانتی متر مربع کاهش می یابد. در تابستان نیمکره شمالی، میزان تابش به آرامی از مناطق نیمه گرمسیری به سمت شمال و شمال 50 درجه شمالی کاهش می یابد. NS. افزایش یافته و در حوزه قطب شمال به 20 کیلو کالری در سانتی متر مربع و بیشتر می رسد. در نیمکره جنوبی زمستانی، آنها به سرعت به سمت جنوب کاهش می یابند و در دایره قطبی جنوبی به صفر می رسند.
(http://gisssu.narod.ru/world/wcl_txt.ht

یک نور درخشان ما را با پرتوهای داغ می سوزاند و باعث می شود به معنای پرتو در زندگی خود، فواید و مضرات آن فکر کنیم. تابش خورشیدی چیست؟ درس فیزیک مدرسه ما را دعوت می کند تا برای شروع با مفهوم تابش الکترومغناطیسی به طور کلی آشنا شویم. این اصطلاح بیانگر شکل دیگری از ماده است - متفاوت از ماده. این شامل نور مرئی و طیفی است که با چشم قابل درک نیست. یعنی اشعه ایکس، اشعه گاما، فرابنفش و مادون قرمز.

امواج الکترومغناطیسی

امواج الکترومغناطیسی آن در حضور منبع تابش تابش در تمام جهات با سرعت نور منتشر می شوند. این امواج نیز مانند سایر امواج دارای ویژگی های خاصی هستند. اینها شامل فرکانس ارتعاش و طول موج است. هر جسمی که دمای آن با صفر مطلق متفاوت باشد، دارای خاصیت انتشار تشعشع است.

خورشید اصلی ترین و قوی ترین منبع تابش در نزدیکی سیاره ما است. به نوبه خود، زمین (اتمسفر و سطح آن) خود تابش ساطع می کند، اما در محدوده متفاوت. مشاهده شرایط دمایی سیاره برای مدت طولانی، فرضیه ای را در مورد تعادل مقدار گرمای دریافتی از خورشید و داده شده به فضا ایجاد کرد.

تابش خورشید: ترکیب طیفی

اکثریت مطلق (حدود 99٪) انرژی خورشیدی در طیف در محدوده طول موج 0.1 تا 4 میکرون قرار دارد. 1% باقیمانده پرتوهای بلندتر و کوتاهتر از جمله امواج رادیویی و اشعه ایکس است. حدود نیمی از انرژی تابشی خورشید بر روی طیفی می افتد که ما با چشم خود درک می کنیم، حدود 44٪ - در تابش مادون قرمز، 9٪ - در اشعه ماوراء بنفش. چگونه بفهمیم تابش خورشیدی چگونه تقسیم می شود؟ محاسبه توزیع آن به لطف تحقیقات ماهواره های فضایی امکان پذیر است.

موادی وجود دارند که می توانند وارد حالت خاصی شده و تشعشعات اضافی را در محدوده طول موج متفاوتی ساطع کنند. به عنوان مثال، در دماهای پایین درخششی وجود دارد که برای انتشار نور توسط این ماده معمول نیست. این دیدگاهتشعشع که شب تاب نامیده می شود، اصول معمول تابش حرارتی را به چالش می کشد.

پدیده لومینسانس پس از اینکه یک ماده مقدار معینی انرژی را جذب کرده و به حالتی دیگر (به اصطلاح حالت برانگیخته) منتقل می شود، رخ می دهد که از نظر انرژی بالاتر از دمای خود ماده است. لومینسانس در طول انتقال معکوس - از حالت برانگیخته به حالت آشنا ظاهر می شود. در طبیعت می توانیم آن را به شکل درخشش آسمان شب و شفق قطبی مشاهده کنیم.

نورافشان ما

انرژی اشعه های خورشید- تقریباً تنها منبع گرما برای سیاره ما. تابش ذاتی که از اعماق آن به سطح می رود شدتی در حدود 5 هزار برابر کمتر دارد. در عین حال، نور مرئی - یکی از مهمترین عوامل حیات در این سیاره - تنها بخشی از تابش خورشید است.

انرژی پرتوهای خورشید در بخش کوچکتری - در جو و بیشتر - در سطح زمین به گرما تبدیل می شود. در آنجا برای گرم کردن آب و خاک (لایه های بالایی) هزینه می شود که سپس گرما را به هوا می دهد. هنگامی که گرم می شود، اتمسفر و سطح زمین به نوبه خود پرتوهای مادون قرمز را در فضا منتشر می کنند و در عین حال سرد می شوند.

تابش خورشیدی: تعریف

تابشی که مستقیماً از قرص خورشید به سطح سیاره ما می رود معمولاً تابش مستقیم خورشید نامیده می شود. خورشید آن را در همه جهات پخش می کند. با در نظر گرفتن فاصله بسیار زیاد زمین تا خورشید، تابش مستقیم خورشید در هر نقطه از سطح زمین را می توان به صورت دسته ای از پرتوهای موازی نشان داد که منبع آن عملاً در بی نهایت است. بنابراین ناحیه عمود بر پرتوهای نور خورشید بیشترین مقدار را دریافت می کند.

چگالی شار تشعشعی (یا تابش) اندازه گیری میزان تشعشعی است که بر روی یک سطح مشخص می افتد. این مقدار انرژی تابشی است که در واحد زمان در واحد مساحت سقوط می کند. این مقدار - تابش - در W / m 2 اندازه گیری می شود. زمین ما، همانطور که همه می دانند، در مداری بیضوی به دور خورشید می چرخد. خورشید در یکی از کانون های این بیضی قرار دارد. بنابراین، سالانه در زمان مشخص(در ابتدای ژانویه) زمین نزدیکترین موقعیت را به خورشید و در موقعیت دیگر (در ابتدای ماه جولای) - دورترین موقعیت از آن را می گیرد. در این حالت، مقدار تابش نسبت معکوس نسبت به مجذور فاصله تا تابش تغییر می کند.

تابش خورشیدی که به زمین رسیده کجاست؟ انواع آن توسط عوامل زیادی تعیین می شود. بسته به عرض جغرافیایی، رطوبت، ابری، بخشی از آن در جو پراکنده می شود، بخشی جذب می شود، اما هنوز بیشتر به سطح سیاره می رسد. در این حالت مقدار کمی منعکس می شود و اصلی ترین آن توسط سطح زمین جذب می شود که تحت تأثیر آن گرم می شود. تابش پراکنده خورشید نیز تا حدی بر روی سطح زمین می افتد، تا حدی توسط آن جذب شده و تا حدی منعکس می شود. بقیه آن به فضای بیرونی می رود.

نحوه توزیع چگونه است

آیا تابش خورشیدی یکنواخت است؟ انواع آن پس از تمام "تلفات" در جو می تواند در ترکیب طیفی آنها متفاوت باشد. از این گذشته، پرتوهای با طول های مختلف، هم به روش های مختلف پراکنده می شوند و هم جذب می شوند. جو به طور متوسط ​​حدود 23 درصد از مقدار اولیه خود را جذب می کند. تقریباً 26٪ از کل شار به تشعشعات پراکنده تبدیل می شود که 2/3 آن بر روی زمین می افتد. در اصل، این یک نوع تابش متفاوت است، متفاوت از تابش اصلی. تشعشعات پراکنده نه توسط قرص خورشید، بلکه توسط فلک به زمین ارسال می شود. ترکیب طیفی متفاوتی دارد.

تابش را عمدتاً ازن - طیف مرئی و اشعه ماوراء بنفش را جذب می کند. تشعشعات مادون قرمز توسط دی اکسید کربن (دی اکسید کربن) جذب می شود که اتفاقاً در جو بسیار ناچیز است.

پراکندگی تابش، کاهش آن، برای تمام طول موج های طیف رخ می دهد. در این فرآیند، ذرات آن در زیر می افتند اثر الکترومغناطیسی، انرژی موج فرودی را در همه جهات توزیع کنید. یعنی ذرات به عنوان منابع نقطه ای انرژی عمل می کنند.

نور روز

نوری که از خورشید می‌آید در اثر پراکندگی هنگام عبور از لایه‌های جو تغییر رنگ می‌دهد. ارزش عملیپراکندگی - در ایجاد نور روز. اگر زمین فاقد اتمسفر بود، روشنایی فقط در مکان هایی وجود داشت که پرتوهای مستقیم یا منعکس شده از سطح خورشید به خورشید برخورد می کردند. یعنی جو منبع نور در روز است. به لطف او، هم در مکان هایی که برای اشعه های مستقیم قابل دسترس نیست و هم زمانی که خورشید در پشت ابرها پنهان می شود، نور است. این پراکندگی است که به هوا رنگ می دهد - ما آسمان را آبی می بینیم.

و تابش خورشیدی به چه چیز دیگری بستگی دارد؟ فاکتور کدورت را نیز نباید نادیده گرفت. از این گذشته، تضعیف تابش به دو صورت اتفاق می افتد - توسط خود جو و بخار آب، و همچنین توسط ناخالصی های مختلف. محتوای گرد و غبار در تابستان افزایش می یابد (همانطور که میزان بخار آب در جو افزایش می یابد).

تابش کل

این به معنای مقدار کل تشعشعاتی است که به صورت مستقیم و پراکنده روی سطح زمین می‌افتد. تابش کل خورشید با هوای ابری کاهش می یابد.

به همین دلیل در تابستان مجموع تشعشعات قبل از ظهر به طور متوسط ​​بیشتر از بعد از آن است. و در نیمه اول سال - بیشتر از نیمه دوم.

کل تشعشعات روی سطح زمین چه می شود؟ با رسیدن به آنجا، بیشتر جذب لایه بالایی خاک یا آب می شود و تبدیل به گرما می شود، بخشی از آن منعکس می شود. درجه انعکاس به ماهیت سطح زمین بستگی دارد. شاخصی که درصد تابش خورشیدی منعکس شده به مقدار کل آن را که روی سطح می ریزد را بیان می کند، آلبدو سطح نامیده می شود.

مفهوم خود تابش سطح زمین به عنوان تابش موج بلند منتشر شده توسط پوشش گیاهی، پوشش برف، لایه های بالایی آب و خاک درک می شود. تعادل تابش یک سطح، تفاوت بین مقدار جذب شده و تابش شده آن است.

تابش موثر

ثابت شده است که ضد تشعشع تقریباً همیشه کمتر از تابش زمینی است. به همین دلیل سطح زمین متحمل تلفات گرمایی می شود. تفاوت بین مقادیر تابش ذاتی سطح و اتمسفر را تابش مؤثر می گویند. این در واقع یک از دست دادن خالص انرژی و در نتیجه گرما در شب است.

در روز نیز وجود دارد. اما در طول روز با تشعشعات جذب شده تا حدی جبران و یا حتی مسدود می شود. بنابراین سطح زمین در روز گرمتر از شب است.

درباره توزیع جغرافیایی تشعشعات

تشعشعات خورشیدی روی زمین در طول سال به طور نابرابر توزیع می شود. توزیع آن ناحیه ای است و خطوط ایزوله (نقاط اتصال با مقادیر مشابه) شار تابش به هیچ وجه با دایره های عرضی یکسان نیستند. این اختلاف ناشی از سطوح مختلف ابری و شفافیت جو در مناطق مختلف کره زمین است.

تابش کل خورشید در طول سال در بیابان های نیمه گرمسیری با اتمسفر کم ابر بیشترین اهمیت را دارد. در مناطق جنگلی کمربند استوایی بسیار کمتر است. دلیل این امر افزایش ابری است. این شاخص به سمت هر دو قطب کاهش می یابد. اما در منطقه قطب ها دوباره رشد می کند - در نیمکره شمالی کمتر، در منطقه قطب جنوب برفی و کم ابر - بیشتر است. در بالای سطح اقیانوس ها، به طور متوسط، تابش خورشیدی کمتر از قاره ها است.

تقریباً در همه جای زمین، سطح دارای تعادل تابشی مثبت است، یعنی در همان زمان، جریان ورودی تشعشع بیشتر از تابش مؤثر است. استثناها مناطق قطب جنوب و گرینلند با فلات های یخی آنها هستند.

آیا با گرمایش زمین مواجه هستیم؟

اما موارد فوق به معنای گرم شدن سالانه سطح زمین نیست. مازاد تابش جذب شده با نشت گرما از سطح به اتمسفر جبران می شود که با تغییر فاز آب (تبخیر، تراکم به شکل ابر) اتفاق می افتد.

بنابراین، هیچ تعادل تشعشعی در سطح زمین وجود ندارد. اما تعادل حرارتی اتفاق می افتد - عرضه و از دست دادن گرما متعادل است به روش های مختلفاز جمله تشعشعات

توزیع موجودی روی کارت

در همان عرض های جغرافیایی زمین، تعادل تشعشع در سطح اقیانوس بیشتر از روی زمین است. این را می‌توان با این واقعیت توضیح داد که لایه‌ای که تشعشعات را در اقیانوس‌ها جذب می‌کند ضخیم‌تر است، در حالی که تابش موثر در آنجا به دلیل سطح سرد دریا در مقایسه با خشکی کمتر است.

نوسانات قابل توجهی در دامنه توزیع آن در بیابان ها مشاهده می شود. تعادل در آنجا به دلیل تشعشعات مؤثر بالا در هوای خشک و شرایط ابری کم است. در مناطقی از آب و هوای موسمی به میزان کمتری کاهش می یابد. در فصل گرم، ابری در آنجا افزایش می یابد و تابش خورشیدی جذب شده کمتر از سایر مناطق هم عرض جغرافیایی است.

البته عامل اصلی که میانگین تابش خورشیدی سالانه به آن بستگی دارد، عرض جغرافیایی یک منطقه خاص است. ثبت "بخش" از تابش فرابنفش به کشورهای واقع در نزدیکی خط استوا می رود. این شمال شرقی آفریقا است، آن است ساحل شرقی، شبه جزیره عربستان، شمال و غرب استرالیا، بخشی از جزایر اندونزی، بخش غربی سواحل آمریکای جنوبی.

در اروپا، ترکیه، جنوب اسپانیا، سیسیل، ساردینیا، جزایر یونان، سواحل فرانسه ( بخش جنوبی، و همچنین بخشی از مناطق ایتالیا، قبرس و کرت.

و حال ما چطور است؟

کل تشعشعات خورشیدی در روسیه در نگاه اول به طور غیرمنتظره ای توزیع می شود. در قلمرو کشور ما، به اندازه کافی عجیب، استراحتگاه های دریای سیاه نیستند که نخل را نگه می دارند. بیشترین دوز تابش خورشید در مناطق هم مرز چین و سرزمین شمالی رخ می دهد. به طور کلی، تابش خورشیدی در روسیه شدید نیست، که به طور کامل با موقعیت جغرافیایی شمالی ما توضیح داده می شود. حداقل مقدارنور خورشید به منطقه شمال غربی - سنت پترزبورگ، همراه با مناطق مجاور می رود.

تشعشعات خورشیدی در روسیه کمتر از اوکراین است. در آنجا بیشتر اشعه ماوراء بنفش به کریمه و مناطق فراتر از رود دانوب می رود، در رتبه دوم کارپات ها با مناطق جنوبی اوکراین قرار دارد.

کل تابش خورشیدی (شامل مستقیم و پراکنده) تابیده شده بر روی آن سطح افقی، به تفکیک ماه در جداول ویژه توسعه یافته برای مناطق مختلف آورده شده است و بر حسب MJ/m2 اندازه گیری می شود. به عنوان مثال، تابش خورشیدی در مسکو از 31-58 در ماه های زمستان تا 568-615 در تابستان متغیر است.

درباره تابش خورشیدی

تابش یا میزان تابش مفید تابش بر روی یک سطح نور خورشید، از یک نقطه جغرافیایی به نقطه دیگر بسیار متفاوت است. تابش سالانه در هر متر مربع بر حسب مگاوات محاسبه می شود. به عنوان مثال، در مسکو این مقدار 1.01، در آرخانگلسک - 0.85، در آستاراخان - 1.38 مگاوات است.

هنگام تعیین آن، لازم است عواملی مانند زمان سال (در زمستان، نور و طول روز کمتر است)، ماهیت زمین (کوه ها می توانند خورشید را پنهان کنند)، شرایط آب و هوایی در نظر گرفته شود. مشخصه منطقه - مه، باران های مکرر و ابر. صفحه دریافت کننده نور می تواند به صورت عمودی، افقی یا مایل جهت گیری شود. میزان تابش و همچنین توزیع تابش خورشید در روسیه، داده‌هایی است که در جدولی بر اساس شهرها و مناطق گروه‌بندی شده‌اند که عرض جغرافیایی را نشان می‌دهد.

زمین از خورشید 1.36 * 10-24 کالری در سال دریافت می کند. در مقایسه با این مقدار انرژی، بقیه ورود انرژی تابشی به سطح زمین ناچیز است. بنابراین، انرژی تابشی ستارگان یکصد میلیونم انرژی خورشیدی است، تابش کیهانی دو میلیاردم است. گرمای درونیسطح زمین برابر با یک پنج هزارم گرمای خورشید است.
تابش خورشید - تابش خورشیدی- منبع اصلی انرژی برای تقریباً تمام فرآیندهایی است که در اتمسفر، هیدروسفر و داخل رخ می دهند لایه های بالاییلیتوسفر
واحد اندازه گیری شدت تابش خورشیدی، تعداد کالری گرمای جذب شده توسط 1 سانتی متر مربع از سطح کاملا سیاه رنگ عمود بر جهت پرتوهای خورشید در 1 دقیقه (cal / cm2 * min) است.

جریان انرژی تابشی از خورشید که به جو زمین می رسد بسیار ثابت است. شدت آن ثابت خورشیدی (Io) نامیده می شود و به طور متوسط ​​1.88 کیلو کالری بر سانتی متر مربع دقیقه در نظر گرفته می شود.
مقدار ثابت خورشیدی بسته به فاصله زمین از خورشید و فعالیت خورشیدی در نوسان است. نوسانات آن در طول سال 3.4-3.5 درصد است.
اگر پرتوهای خورشید در همه جای سطح زمین به صورت عمودی بیفتد، در صورت عدم وجود جو و با ثابت خورشیدی 1.88 کالری بر سانتی متر مربع * دقیقه، هر سانتی متر مربع 1000 کیلو کالری در سال دریافت می کند. با توجه به کروی بودن زمین این عدد 4 برابر و 1 مربع کاهش می یابد. سانتی متر به طور متوسط ​​250 کیلو کالری در سال دریافت می کند.
مقدار تابش خورشیدی دریافت شده توسط یک سطح به زاویه تابش پرتوها بستگی دارد.
حداکثر مقدار تابش توسط سطح عمود بر جهت پرتوهای خورشید دریافت می شود، زیرا در این حالت تمام انرژی در سطحی با سطح مقطع برابر با مقطع پرتو پرتو - a توزیع می شود. با تابش مورب همان پرتو پرتوها، انرژی در یک منطقه بزرگ (بخش c) توزیع می شود و یک واحد سطح مقدار کمتری از آن را دریافت می کند. هر چه زاویه تابش پرتوها کمتر باشد، شدت تابش خورشید کمتر می شود.
وابستگی شدت تابش خورشیدی به زاویه تابش پرتوها با فرمول بیان می شود:

I1 = I0 * sin h،

که در آن I0 شدت تابش خورشیدی با شدت تابش پرتوها است. خارج از جو ثابت خورشیدی است.
I1 شدت تابش خورشیدی است که پرتوهای خورشید با زاویه h می افتند.
I1 به همان اندازه که بخش a از بخش b کمتر است از I0 کمتر است.
شکل 27 نشان می دهد که a/b = sin A.
زاویه تابش پرتوهای خورشید (ارتفاع خورشید) فقط در عرض های جغرافیایی از 23 درجه و 27 "ثانیه تا 23 درجه و 27" ثانیه 90 درجه است. (یعنی بین مناطق استوایی). در سایر عرض های جغرافیایی، همیشه کمتر از 90 درجه است (جدول 8). بر این اساس برای کاهش زاویه تابش پرتوها، شدت تابش خورشیدی وارد شده به سطح در عرض های جغرافیایی مختلف نیز باید کاهش یابد. از آنجایی که ارتفاع خورشید در طول سال و در طول روز ثابت نمی ماند، میزان گرمای دریافتی خورشید توسط سطح به طور مداوم در حال تغییر است.

میزان تابش خورشیدی دریافتی از سطح به نسبت مستقیم است از مدت زمان روشن شدن آن توسط پرتوهای خورشید.

در منطقه استوایی خارج از جو، مقدار گرمای خورشیدی در طول سال نوسانات زیادی را تجربه نمی کند، در حالی که در عرض های جغرافیایی بالا این نوسانات بسیار زیاد است (جدول 9 را ببینید). V دوره زمستانیتفاوت در ورود گرمای خورشیدی بین عرض های جغرافیایی بالا و پایین به ویژه قابل توجه است. در تابستان، در شرایط روشنایی مداوم، مناطق قطبی حداکثر مقدار گرمای خورشیدی را در روز روی زمین دریافت می کنند. در روز انقلاب تابستانی در نیمکره شمالی، 36 درصد بیشتر از مقدار گرمای روزانه در استوا است. اما از آنجایی که طول روز در استوا 24 ساعت نیست (مانند این زمان در قطب)، بلکه 12 ساعت است، مقدار تابش خورشید در واحد زمان در استوا بیشترین مقدار را دارد. حداکثر تابستان کل گرمای خورشیدی روزانه، که در حدود 40-50 درجه عرض جغرافیایی مشاهده می شود، با یک روز نسبتا طولانی (بیشتر از این زمان با 10-20 درجه عرض جغرافیایی) در ارتفاع قابل توجهی از خورشید مرتبط است. تفاوت در میزان گرمای دریافتی مناطق استوایی و قطبی در تابستان کمتر از زمستان است.
نیمکره جنوبی در تابستان دریافت می کند گرمای بیشترنسبت به شمال، در زمستان برعکس است (تغییر فاصله زمین از خورشید تأثیر می گذارد). و اگر سطح هر دو نیمکره کاملاً همگن بود، دامنه نوسانات سالانه دما در نیمکره جنوبی بیشتر از نیمکره شمالی خواهد بود.
تشعشعات خورشیدی در جو متحمل می شوند تغییرات کمی و کیفی.
حتی کامل، خشک و تمیز، جو اشعه ها را جذب و پراکنده می کند و شدت تابش خورشید را کاهش می دهد. اثر تضعیف جو واقعی حاوی بخار آب و ذرات معلق بر تابش خورشید بسیار بیشتر از حالت ایده آل است. جو (اکسیژن، ازن، دی اکسید کربن، گرد و غبار و بخار آب) عمدتاً اشعه ماوراء بنفش و مادون قرمز را جذب می کند. انرژی تابشی خورشید جذب شده توسط جو به انواع دیگر انرژی تبدیل می شود: حرارتی، شیمیایی و غیره.
پرتوهای با امواج نسبتا کوتاه - بنفش، آبی - توسط مولکول‌های گازهای موجود در جو پراکنده می‌شوند. این رنگ آبی آسمان را توضیح می دهد. ناخالصی ها پرتوهای یکسانی را با امواج با طول های مختلف پراکنده می کنند. بنابراین، با محتوای قابل توجه آنها، آسمان رنگ سفیدی پیدا می کند.
به دلیل پراکندگی و انعکاس نور خورشید توسط جو، نور روز در روزهای ابری مشاهده می شود، اجسام در سایه قابل مشاهده هستند و پدیده گرگ و میش رخ می دهد.
هر چه مسیر پرتو در جو طولانی تر باشد، ضخامت آن باید بیشتر باشد و تابش خورشید به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. بنابراین با افزایش، تأثیر جو بر تشعشعات کاهش می یابد. طول مسیر پرتوهای خورشید در جو به ارتفاع خورشید بستگی دارد. اگر طول مسیر پرتو خورشید در جو در ارتفاع 90 درجه (m) خورشید را به عنوان واحد در نظر بگیریم، نسبت بین ارتفاع خورشید و طول مسیر پرتو در جو خواهد بود. مطابق جدول باشد. ده

تضعیف کلی تابش در جو در هر ارتفاع از خورشید را می توان با فرمول بوگر بیان کرد: Im = I0 * pm، که در آن Im شدت تابش خورشید در سطح زمین تغییر یافته در جو است. I0 - ثابت خورشیدی؛ m مسیر پرتو در جو است. در ارتفاع خورشید 90 درجه، برابر است با 1 (جرم جو)، p ضریب شفافیت است (عددی کسری که نشان می دهد چه کسری از تابش در m = 1 به سطح می رسد).
در ارتفاع 90 درجه خورشید، در m = 1، شدت تابش خورشید در سطح زمین I1 p برابر کمتر از Io است، یعنی I1 = Io * p.
اگر ارتفاع خورشید کمتر از 90 درجه باشد، m همیشه بزرگتر از 1 است. مسیر پرتو خورشید می تواند از چندین بخش تشکیل شده باشد که هر کدام 1 است. شدت تابش خورشید در مرز بین اولین (aa1) ) و بخش دوم (a1a2) I1 است، بدیهی است، Io * p، شدت تابش پس از عبور از بخش دوم I2 = I1 * p = I0 p * p = I0 p2. I3 = I0p3 و غیره

شفافیت جو ناپایدار و ناهموار است شرایط مختلف... نسبت شفافیت جو واقعی به شفافیت فضای ایده آل - ضریب کدورت - همیشه بیشتر از یک است. این بستگی به محتوای بخار آب و گرد و غبار موجود در هوا دارد. با افزایش عرض جغرافیایی، ضریب کدورت کاهش می یابد: در عرض های جغرافیایی از 0 تا 20 درجه شمالی. NS. در عرض های جغرافیایی از 40 تا 50 درجه شمالی به طور متوسط ​​برابر با 4.6 است. NS. - 3.5، در عرض های جغرافیایی از 50 تا 60 درجه شمالی. NS. - 2.8 و در عرض های جغرافیایی از 60 تا 80 درجه شمالی. NS. - 2.0. در عرض های جغرافیایی معتدل ضریب کدورت در زمستان کمتر از تابستان و در صبح کمتر از بعد از ظهر است. با قد کاهش می یابد. هر چه ضریب کدورت بیشتر باشد، تضعیف تابش خورشیدی بیشتر می شود.
تمیز دادن تابش خورشیدی مستقیم، پراکنده و کل.
بخشی از تابش خورشیدی که از جو به سطح زمین نفوذ می کند، تابش مستقیم است. مقداری از تشعشعات پراکنده شده توسط جو به تشعشعات پراکنده تبدیل می شود. تمام تشعشعات خورشیدی وارد شده به سطح زمین به صورت مستقیم و پراکنده، تابش کل نامیده می شود.
نسبت بین تابش مستقیم و پراکنده بسته به ابر، غبارآلودگی جو و همچنین به ارتفاع خورشید به طور قابل توجهی متفاوت است. با یک آسمان صاف، کسر تابش پراکنده از 0.1٪ تجاوز نمی کند آسمان ابریتابش پراکنده می تواند مستقیم تر باشد.
در ارتفاع کم از خورشید، تابش کل تقریباً به طور کامل از تابش پراکنده تشکیل شده است. در ارتفاع خورشید 50 درجه و آسمان صاف، کسر تابش پراکنده از 10-20٪ تجاوز نمی کند.
نقشه‌های میانگین سالانه و ماهانه کل تشعشع این امکان را فراهم می‌کند که نظم‌های اصلی در توزیع جغرافیایی آن مشاهده شود. مقادیر سالانه تابش کل عمدتاً به صورت ناحیه ای توزیع می شود. بیشترین میزان سالانه تابش کل زمین توسط سطح در بیابان های استوایی داخلی (صحرای شرقی و عربستان مرکزی) دریافت می شود. کاهش محسوس در تابش کل در استوا به دلیل رطوبت زیاد هوا و ابرهای بزرگ است. در قطب شمال، تابش کل 60-70 کیلو کالری / سانتی متر مربع در سال است. در قطب جنوب، به دلیل تکرار مکرر روزهای صاف و شفافیت بیشتر جو، تا حدودی بالاتر است.

در ماه ژوئن، نیمکره شمالی بیشترین میزان تشعشع را دریافت می کند، به ویژه مناطق گرمسیری و نیمه گرمسیری داخلی. مقدار تابش خورشیدی دریافت شده توسط سطح در عرض های جغرافیایی معتدل و قطبی نیمکره شمالی، عمدتاً به دلیل طولانی بودن طول روز در مناطق قطبی، کمی متفاوت است. پهنه بندی در توزیع تابش کل. قاره ها در نیمکره شمالی و در عرض های جغرافیایی گرمسیری نیمکره جنوبی تقریباً بیان نشده است. این خود را در نیمکره شمالی بر روی اقیانوس بهتر نشان می دهد و به وضوح در عرض های جغرافیایی فرا گرمسیری نیمکره جنوبی بیان می شود. در دایره قطبی جنوبی، تابش کل خورشید به صفر نزدیک می شود.
در ماه دسامبر، بیشترین میزان تشعشع به نیمکره جنوبی وارد می شود. سطح یخی مرتفع قطب جنوب با شفافیت هوای بالا به طور قابل توجهی تابش کلی بیشتری نسبت به سطح قطب شمال در ماه ژوئن دریافت می کند. در صحراها (کالاهاری، استرالیای بزرگ) گرمای زیادی وجود دارد، اما به دلیل اقیانوسی بودن بیشتر نیمکره جنوبی (تأثیر رطوبت زیاد هوا و ابری)، مجموع آن در اینجا تا حدودی کمتر از ماه ژوئن در همان عرض های جغرافیایی است. از نیمکره شمالی در عرض های جغرافیایی استوایی و گرمسیری نیمکره شمالی، کل تابش نسبتاً کمی تغییر می کند و منطقه بندی در توزیع آن به وضوح فقط در شمال شمال استوایی بیان می شود. با افزایش عرض جغرافیایی، تابش کل نسبتاً سریع کاهش می یابد، ایزوله صفر آن تا حدودی شمال دایره قطب شمال گسترش می یابد.
مجموع تشعشعات خورشیدی که روی سطح زمین می‌افتد، تا حدی به جو منعکس می‌شود. نسبت مقدار تابش منعکس شده از یک سطح به مقدار تابش تابیده شده بر این سطح نامیده می شود. آلبیدو... Albedo بازتاب سطح را مشخص می کند.
آلبدوی سطح زمین به حالت و خواص آن بستگی دارد: رنگ، رطوبت، زبری و غیره. برف تازه باریده بالاترین بازتاب را دارد (85-95%). یک سطح آب آرام زمانی که پرتوهای خورشید به شدت بر روی آن می تابند تنها 2 تا 5 درصد منعکس می شود و زمانی که خورشید کم است، تقریباً تمام پرتوهایی که روی آن می تابند (90 درصد). آلبدوی چرنوزم خشک - 14٪، مرطوب - 8، جنگل - 10-20، پوشش گیاهی علفزار - 18-30، سطح کویر شنی - 29-35، سطح یخ دریا - 30-40%.
آلبدوی بزرگ سطح یخ، به ویژه آن که پوشیده از برف تازه باریده شده (تا 95٪) است، دلیل دمای پایین در مناطق قطبی در تابستان است، زمانی که ورود تابش خورشیدی به آنجا قابل توجه است.
تابش سطح زمین و جو.هر جسمی با دمای بالاتر از صفر مطلق (بیش از منفی 273 درجه) انرژی تابشی ساطع می کند. تابش کلی یک جسم کاملا سیاه با چهارمین توان دمای مطلق آن (T) متناسب است:
E = σ * T4 kcal / cm2 در دقیقه (قانون استفان - بولتزمن)، که در آن σ یک ضریب ثابت است.
هر چه دمای جسم ساطع کننده بیشتر باشد، طول موج پرتوهای nm ساطع شده کوتاه تر می شود. خورشید رشته ای به فضا می فرستد تابش موج کوتاه... سطح زمین با جذب تابش خورشیدی موج کوتاه، گرم می شود و همچنین به منبع تابش (تابش زمینی) تبدیل می شود. از آنجایی که دمای سطح زمین از چند ده درجه تجاوز نمی کند تابش موج بلند، نامرئی.
تابش زمین تا حد زیادی توسط اتمسفر (بخار آب، دی اکسید کربن، ازن) حفظ می شود، اما پرتوهایی با طول موج 9-12 میکرون آزادانه جو را ترک می کنند و بنابراین زمین مقداری از گرمای خود را از دست می دهد.
اتمسفر با جذب بخشی از تابش خورشیدی عبوری از خود و بیش از نیمی از تابش زمین، خود انرژی را به فضای جهان و به سطح زمین می تاباند. تابش جوی که به سمت سطح زمین به سمت سطح زمین هدایت می شود نامیده می شود ضد تشعشعاین تشعشع مانند زمینی، موج بلند، نامرئی است.
در جو، دو جریان تابش موج بلند وجود دارد - تابش از سطح زمین و تابش از جو. تفاوت بین آنها که اتلاف حرارت واقعی توسط سطح زمین را تعیین می کند، نامیده می شود تشعشع موثرهر چه دمای سطح ساطع کننده بیشتر باشد، تشعشع مؤثر بیشتر است. رطوبت هوا تشعشع موثر را کاهش می دهد و ابرها آن را به شدت کاهش می دهند.
بیشترین مقدار سالانه تابش موثر در بیابان های گرمسیری - 80 کیلو کالری بر سانتی متر مربع در سال - مشاهده می شود. درجه حرارت بالاسطح، هوای خشک و آسمان صاف. در خط استوا، با رطوبت هوای بالا، تشعشع موثر تنها حدود 30 کیلوکالری بر سانتی متر مربع در سال است و ارزش آن برای خشکی و اقیانوس بسیار کمی متفاوت است. کمترین تابش موثر در مناطق قطبی در عرض های جغرافیایی معتدل، سطح زمین حدود نیمی از گرمای دریافتی از جذب تابش کل را از دست می دهد.
توانایی جو برای انتقال تابش با طول موج کوتاه از خورشید (تابش مستقیم و پراکنده) و جلوگیری از تابش طول موج بلند از زمین را اثر گلخانه ای (گلخانه ای) می گویند. با تشکر از اثر گلخانه ای دمای میانگینسطح زمین + 16 درجه است، در صورت عدم وجود جو، 22- درجه (38 درجه پایین تر) خواهد بود.
تعادل تشعشع (تابش باقیمانده).سطح زمین به طور همزمان تشعشع را دریافت می کند و آن را می فرستد. ورود تشعشع از مجموع تابش خورشیدی و تابش مخالف جو تشکیل شده است. مصرف عبارت است از انعکاس پرتوهای خورشید از سطح (آلبدو) و تابش ذاتی سطح زمین. تفاوت بین ورود و مصرف پرتو - تعادل پرتو،یا تابش باقی ماندهمقدار تعادل تابش با معادله تعیین می شود

R = Q * (1-α) - I،

که در آن Q کل تابش خورشیدی در واحد سطح است. α - albedo (کسری)؛ I - تشعشع موثر.
اگر ورودی بیشتر از دبی باشد، تراز تابش مثبت است و اگر ورودی کمتر از دبی باشد، تعادل منفی است. در شب، در تمام عرض های جغرافیایی، تعادل تابش منفی است، بعد از ظهر تا ظهر - در همه جا مثبت است، به جز عرض های جغرافیایی بالا در زمستان. بعد از ظهر - دوباره منفی. به طور متوسط، تعادل تشعشع در روز می تواند مثبت و منفی باشد (جدول 11).


در نقشه مجموع سالانه تعادل تشعشعی سطح زمین، می توان تغییر شدید موقعیت خطوط ایزوله را در طول انتقال آنها از خشکی به اقیانوس مشاهده کرد. به عنوان یک قاعده، تعادل تشعشع سطح اقیانوس از تعادل تابشی زمین (تأثیر آلبیدو و تشعشع موثر) بیشتر است. توزیع تعادل تشعشع به طور کلی منطقه ای است. در اقیانوس در عرض های جغرافیایی گرمسیری، مقادیر سالانه تعادل تشعشع به 140 کیلو کالری در سانتی متر مربع (دریای عرب) می رسد و در مرز یخ های شناور از 30 کیلو کالری در سانتی متر مربع تجاوز نمی کند. انحراف از توزیع ناحیه ای تعادل تشعشعی در اقیانوس ناچیز است و ناشی از توزیع ابر است.
در خشکی در عرض های جغرافیایی استوایی و گرمسیری، بسته به شرایط رطوبت، مقادیر سالانه تعادل تشعشع از 60 تا 90 کیلو کالری بر سانتی متر مربع متغیر است. بیشترین میزان سالانه تعادل تشعشع در مناطقی مشاهده می شود که تابش آلبیدو و مؤثر نسبتاً کوچک است (جنگل های بارانی گرمسیری، ساوانا). کمترین مقدار آنها در مناطق بسیار مرطوب (ابری بزرگ) و در مناطق بسیار خشک (تابش موثر بالا) یافت می شود. در عرض های جغرافیایی معتدل و زیاد با افزایش عرض جغرافیایی مقدار سالانه تعادل تشعشع کاهش می یابد (اثر کاهش تابش کل).
مجموع سالانه تعادل تشعشع در مناطق مرکزی قطب جنوب منفی است (چند کالری در هر 1 سانتی متر مربع). در قطب شمال، این مقادیر نزدیک به صفر است.
در ماه جولای، تعادل تشعشعی سطح زمین در بخش قابل توجهی از نیمکره جنوبی منفی است. خط تعادل صفر بین 40 تا 50 درجه سانتی گراد اجرا می شود. NS. بیشترین مقدار تعادل تشعشع در سطح اقیانوس در عرض های جغرافیایی گرمسیری نیمکره شمالی و در سطح برخی از دریاهای داخلی، به عنوان مثال، دریای سیاه (14-16 کیلو کالری / سانتی متر مربع در ماه) به دست می آید.
در ژانویه، خط تعادل صفر بین 40 تا 50 درجه شمالی قرار دارد. NS. (بر روی اقیانوس ها، تا حدودی به سمت شمال بالا می رود، بر فراز قاره ها، به سمت جنوب پایین می آید). بخش قابل توجهی از نیمکره شمالی دارای تعادل تشعشعی منفی است. بزرگترین ارزش هاتعادل تشعشعی محدود به عرض های جغرافیایی گرمسیری نیمکره جنوبی است.
به طور متوسط ​​تراز تشعشعی سطح زمین در سال مثبت است. در این حالت دمای سطح افزایش نمی یابد، بلکه تقریباً ثابت می ماند که تنها با مصرف مداوم گرمای اضافی قابل توضیح است.
تعادل تشعشعات جو از یک سو از تابش خورشیدی و زمینی جذب شده و از سوی دیگر از تشعشعات اتمسفر تشکیل شده است. همیشه منفی است، زیرا جو فقط بخش کوچکی از تابش خورشید را جذب می کند و تقریباً به اندازه سطح تابش می کند.
تعادل تشعشعی سطح و جو با هم، به عنوان یک کل، برای کل زمین برای یک سال به طور متوسط ​​برابر با صفر است، اما در عرض های جغرافیایی می تواند مثبت و منفی باشد.
پیامد چنین توزیع تعادل تشعشعی باید انتقال گرما در جهت از استوا به قطب ها باشد.
تعادل حرارتیتعادل تشعشع مهمترین جزء تعادل حرارتی است. معادله تعادل حرارت سطح نشان می دهد که چگونه انرژی تابش خورشیدی ورودی در سطح زمین تبدیل می شود:

که در آن R تعادل تشعشع است. LE - مصرف گرما برای تبخیر (L - گرمای نهان تبخیر، E - تبخیر).
P - تبادل حرارت متلاطم بین سطح و جو؛
الف - تبادل حرارت بین سطح و لایه های زیرین خاک یا آب.
اگر تشعشع جذب شده توسط سطح از تلفات حرارتی بیشتر شود، تعادل تشعشع یک سطح مثبت و اگر آن را دوباره پر نکند منفی در نظر گرفته می شود. تمام شرایط دیگر تعادل گرما اگر به دلیل آنها از دست دادن گرما توسط سطح (در صورت مطابقت با مصرف گرما) مثبت در نظر گرفته شود. زیرا. تمام شرایط معادله می توانند تغییر کنند، تعادل حرارتی دائماً مختل شده و دوباره بازیابی می شود.
معادله بالا در مورد تعادل حرارتی سطح تقریبی است، زیرا برخی از عوامل جزئی، اما در شرایط خاص را در نظر نمی گیرد که مهم می شوند، به عنوان مثال، آزاد شدن گرما در هنگام انجماد، مصرف آن برای ذوب و غیره.
تعادل گرمایی اتمسفر شامل تعادل تشعشعی اتمسفر Ra، گرمای حاصل از سطح، Pa، گرمای آزاد شده در اتمسفر در هنگام تراکم، LE و انتقال حرارت افقی (فرق) Aa است. تعادل تشعشعی جو همیشه منفی است. جریان ورودی گرما در نتیجه تراکم رطوبت و مقدار انتقال حرارت آشفته مثبت است. فرارفت گرما به طور متوسط ​​در سال منجر به انتقال آن از عرض های جغرافیایی پایین به عرض های جغرافیایی بالا می شود: بنابراین، به معنای مصرف گرما در عرض های جغرافیایی پایین و رسیدن به عرض های جغرافیایی بالا است. در یک مشتق بلند مدت، تعادل گرمایی جو را می توان با معادله Ra = Pa + LE بیان کرد.
تعادل حرارتی سطح و جو با هم، به عنوان یک کل، در میانگین بلندمدت برابر با 0 است (شکل 35).

مقدار تابش خورشیدی ورودی به جو در سال (250 کیلو کالری بر سانتی متر مربع) 100٪ در نظر گرفته می شود. تابش خورشیدی که به جو نفوذ می کند، تا حدی از ابرها منعکس می شود و به بیرون از جو باز می گردد - 38٪، بخشی از جو جذب می شود - 14٪ و تا حدی به شکل تابش مستقیم خورشید به سطح زمین می رسد - 48٪. از 48 درصدی که به سطح رسیده اند، 44 درصد جذب آن و 4 درصد منعکس شده است. بنابراین، آلبدوی زمین 42٪ (38 + 4) است.
تابش جذب شده توسط سطح زمین به شرح زیر مصرف می شود: 20٪ از طریق تابش موثر از دست می رود، 18٪ برای تبخیر از سطح، 6٪ برای گرم کردن هوا در هنگام تبادل حرارت متلاطم (در مجموع 24٪) صرف می شود. مصرف گرما توسط سطح رسیدن آن را متعادل می کند. گرمای دریافتی جو (14 درصد مستقیم از خورشید، 24 درصد از سطح زمین) همراه با تابش مؤثر زمین به فضا هدایت می شود. آلبدوی زمین (42%) و تابش (58%) هجوم تابش خورشیدی به جو را متعادل می کند.

تابش خورشیدی- انرژی تابش خورشیدی که به شکل جریانی از امواج الکترومغناطیسی به زمین می رسد.

خورشید در اطراف خود قدرتمند است تابش الکترومغناطیسی... تنها یک دو میلیاردم آن در لایه های بالایی جو زمین می افتد، اما همچنین کالری زیادی در دقیقه تشکیل می دهد.

تمام جریان انرژی به سطح زمین نمی رسد - بیشتر آن توسط سیاره به فضا پرتاب می شود. زمین منعکس کننده حمله آن پرتوهایی است که برای ماده زنده سیاره مخرب است. در مسیر بعدی به سمت زمین، پرتوهای خورشید با موانعی به شکل بخار آب پرکننده جو، مولکول‌های دی اکسید کربن و ذرات غبار معلق در هوا مواجه می‌شوند. "فیلتر" اتمسفر بخش قابل توجهی از پرتوها را جذب می کند، آنها را پراکنده می کند، آنها را منعکس می کند. بازتاب ابرها به ویژه زیاد است. در نتیجه، سطح زمین به طور مستقیم تنها 2/3 از تشعشعات ارسال شده توسط صفحه ازن را دریافت می کند. اما حتی از این قسمت، مقدار زیادی مطابق با بازتاب سطوح مختلف منعکس می شود.

کل سطح زمین در هر سانتی متر مربع در دقیقه بیش از 100000 کالری دریافت می کند. این تشعشع توسط پوشش گیاهی، خاک، سطح دریاها و اقیانوس ها جذب می شود. به گرما تبدیل می‌شود که صرف گرم کردن لایه‌های جو، حرکت توده‌های هوا و آب و ایجاد انواع مختلف اشکال حیات روی زمین می‌شود.

تشعشعات خورشیدی به طرق مختلف وارد سطح زمین می شوند:

1. تابش مستقیم: تشعشعاتی که مستقیماً از خورشید می‌آیند در صورتی که ابرها آن را پنهان نکرده باشند.
2. تابش پراکنده: دریافت تشعشع از فلک یا ابرهایی که پرتوهای خورشید را پراکنده می کنند.
3. حرارتی: دریافت تشعشع از جو حاصل می شود که در اثر قرار گرفتن در معرض تابش گرم می شود.

تابش مستقیم و پراکنده فقط در طول روز دریافت می شود. آنها با هم کل تشعشع را تشکیل می دهند. تابش خورشیدی که پس از از دست دادن بازتاب از سطح باقی می ماند جذب شده نامیده می شود.

تابش خورشیدی با استفاده از ابزاری به نام اکتینومتر اندازه گیری می شود.

خورشید سراسر زمین را با اقیانوس کاملی از انرژی پر می کند که عملاً پایان ناپذیر است، بنابراین، در سال های گذشتهتوجه بیشتر و بیشتر به مشکل استفاده از انرژی خورشیدی در اقتصاد معطوف می شود. V کشورهای مختلفنیروگاه های آب شیرین کن خورشیدی، آبگرمکن ها، خشک کن ها در حال حاضر فعال هستند. ماهواره‌های مصنوعی، فضاپیماها و آزمایشگاه‌هایی که از زمین پرتاب می‌شوند، کاملاً از تابش خورشیدی تغذیه می‌کنند.

تابش خورشیدی در دانشنامه ویکی پدیا
جستجوی سایت:

تغییر در جریان گرما در بازه های زمانی کوتاه و توزیع نابرابر آن در پوشش چشم انداز تحت تأثیر شرایط متعددی است که ما مهمترین آنها را در نظر خواهیم گرفت.

تغییرات دوره ای کوچک در تابش در درجه اول به این واقعیت بستگی دارد که زمین در مداری بیضوی به دور خورشید می چرخد ​​و بنابراین فاصله آن از خورشید تغییر می کند. در حضیض، یعنی در نزدیکترین نقطه مدار به خورشید (زمین در عصر حاضر در 1 ژانویه در آن قرار دارد)، فاصله برابر با 147 میلیون کیلومتر است. در aphelion، یعنی نقطه دورترین مدار از خورشید (3 ژوئیه)، این فاصله در حال حاضر 152 میلیون کیلومتر است. اختلاف 5 میلیون کیلومتر است. بر این اساس، در ابتدای ژانویه، تابش 3.4 درصد نسبت به میانگین (یعنی محاسبه شده برای میانگین فاصله زمین تا خورشید) افزایش می یابد و در ابتدای ماه جولای، 3.5 درصد کاهش می یابد.

عامل بسیار مهمی که میزان تابش دریافتی این یا آن قسمت از سطح زمین را تعیین می کند، زاویه تابش پرتوهای خورشید است. اگر J شدت تابش در تابش عمودی پرتوها باشد، آنگاه هنگامی که آنها با سطح در زاویه α برخورد می کنند، شدت تابش J sin α خواهد بود: هر چه زاویه تیزتر باشد، مساحت باید انرژی پرتو بزرگتر باشد. از پرتوها و بنابراین، کمتر در واحد سطح سقوط خواهد کرد.

زاویه تشکیل شده توسط پرتوهای خورشید با سطح زمین به زمین، عرض جغرافیایی و ارتفاع خورشید در بالای افق بستگی دارد که هم در طول روز و هم در طول سال تغییر می کند.

در زمین های ناهموار (مهم نیست در مورد کوه صحبت می کنیم یا بی نظمی های کوچک) عناصر مختلفنقش برجسته توسط خورشید به طور متفاوتی روشن می شود. در دامنه تپه آفتابی، زاویه تابش پرتوها بیشتر از دشت در پای تپه است، اما در شیب مقابل این زاویه بسیار کوچک است. در نزدیکی لنینگراد، شیب تپه، رو به جنوب و متمایل به زاویه 10 درجه، در شرایط حرارتی مشابه سکوی افقی در نزدیکی خارکف قرار دارد.

در زمستان، شیب‌های تند رو به جنوب بهتر از شیب‌های ملایم گرم می‌شوند (زیرا خورشید به طور کلی در بالای افق قرار دارد). در تابستان، شیب های ملایم قرار گرفتن در معرض جنوبی گرمای بیشتری دریافت می کنند و شیب های شیب کمتر از سطح افقی. شیب های نوردهی شمالی در نیمکره ما کمترین میزان تابش را در تمام فصول دریافت می کنند.

وابستگی زاویه تابش پرتوهای خورشید به عرض جغرافیایی بسیار پیچیده است، زیرا با زاویه تمایل دایره البروج، ارتفاع خورشید در یک مکان معین (از این رو، زاویه تابش پرتوهای خورشید در صفحه افق) نه تنها در روز، بلکه در هر سال نیز تغییر می کند.

بالاترین ارتفاع ظهر در عرض جغرافیایی φ. خورشید در روزهای اعتدال می رسد، 90 درجه - φ، در روز انقلاب تابستانی 90 درجه - φ + 23 درجه، 5 و در روز انقلاب زمستانی 90 درجه - φ - 23 درجه، 5 است.

در نتیجه، بیشترین زاویه تابش نور خورشید در ظهر در استوا در سال از 90 درجه تا 66 درجه، 5 و در قطب از 23- درجه، 5 تا + 23 درجه، 5، یعنی عملاً از 0 درجه تا + متغیر است. 23 درجه، 5 (از آنجایی که زاویه منفی بزرگی غرق شدن خورشید در زیر افق را مشخص می کند).

پوسته گازی زمین نقش مهمی در تبدیل تابش خورشیدی دارد. ذرات هوا، بخار آب و ذرات غبار نور خورشید را پراکنده می کنند. به همین دلیل در طول روز و در غیاب نور مستقیم خورشید روشن است. اتمسفر، علاوه بر این، مقدار معینی از انرژی تابشی را جذب می کند، یعنی آن را به انرژی گرمایی تبدیل می کند. در نهایت، تابش خورشیدی وارد شده به جو تا حدی به فضا منعکس می شود. ابرها به ویژه منعکس کننده قوی هستند.

در نتیجه، تمام تابش هایی که به مرز جو می رسد به سطح زمین نمی رسد، بلکه تنها بخشی از آن و علاوه بر این، از نظر کیفی (از نظر ترکیب طیفی) تغییر می کند، زیرا امواج کوتاه تر از 0.3 μ با انرژی جذب می شوند. توسط اکسیژن و ازن به سطح زمین نمی رسد و امواج مرئی به طور ناهموار پراکنده می شوند.

بدیهی است که در غیاب جو، رژیم حرارتی زمین با آنچه در واقع مشاهده می شود متفاوت خواهد بود. برای یک سری کامل از محاسبات و مقایسه ها، اغلب راحت است که تأثیر جو بر تابش را از بین ببریم، تا مفهوم تابش را در خالص ترین شکل آن داشته باشیم. برای این منظور، به اصطلاح ثابت خورشیدی، یعنی مقدار گرما در دقیقه محاسبه می شود. برای 1 متر مربع سانتی متر از سطح سیاه (جذب تمام تشعشعات) عمود بر پرتوهای خورشید، که زمین در فاصله متوسط ​​خود از خورشید و در غیاب جو دریافت می کند. ثابت خورشیدی 1.9 کالری است.

در حضور جو، عاملی مانند طول مسیر پرتو خورشید در جو از اهمیت ویژه ای برخوردار است. هر چه ضخامت هوا باید بیشتر به پرتو خورشید نفوذ کند، انرژی بیشتری در فرآیندهای پراکندگی، بازتاب و جذب از دست می دهد. طول مسیر پرتو مستقیماً به ارتفاع خورشید در بالای افق و بنابراین به زمان روز و زمان سال بستگی دارد. اگر طول مسیر پرتو خورشید در جو در ارتفاع 90 درجه خورشید به عنوان یک واحد در نظر گرفته شود، طول مسیر در ارتفاع خورشید 40 درجه دو برابر می شود، در ارتفاع 90 درجه. 10 درجه برابر با 5.7 و غیره خواهد بود.

برای رژیم حرارتی سطح زمین، مدت زمان روشن شدن آن توسط خورشید نیز بسیار مهم است. از آنجایی که خورشید فقط در طول روز می تابد، عامل تعیین کننده در اینجا طول روز خواهد بود که با فصول متفاوت است.

در نهایت، باید به خاطر داشت که اگرچه شدت تابش نسبت به سطحی اندازه گیری می شود که تمام تابش ها را جذب می کند، در واقع انرژی خورشیدی تابیده شده بر روی اجسام با طبیعت متفاوت به یک شکل جذب نمی شود. نسبت تابش منعکس شده به تابش فرودی را آلبدو می گویند. از دیرباز شناخته شده است که آلبدوی خاک سیاه، سنگ های روشن، فضای چمنزار، آینه های مخزن و غیره بسیار متفاوت است. ماسه های سبک 30-35٪، خاک سیاه (هوموس) 26٪، چمن سبز 26٪ تشعشع را منعکس می کنند. برای برف تمیز و خشک تازه ریخته شده، آلبدو می تواند به 97٪ برسد. خاک مرطوب تشعشعات را متفاوت از خاک خشک جذب می کند: خاک رس خشک آبی 23٪ از تشعشعات را منعکس می کند، همان خاک رس مرطوب 16٪. در نتیجه، حتی با جریان ورودی یکسان تشعشع، در شرایط تسکین یکسان، نقاط مختلف سطح زمین مقادیر متفاوتی گرما دریافت خواهند کرد.

از میان عوامل دوره ای که ریتم خاصی را در نوسانات تابش تعیین می کنند، تغییر فصل از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

اگر خطایی پیدا کردید، لطفاً یک متن را انتخاب کنید و فشار دهید Ctrl + Enter.

در تماس با

همکلاسی ها

تابش خورشیدی به عنوان تابش خورشید شناخته می شود که با اثر حرارتی و شدت آن اندازه گیری می شود.

تابش خورشیدی که مستقیماً به سطح زمین می رسد نامیده می شود تابش مستقیم خورشید... بخشی از تابش خورشید در جو پراکنده می شود و پس از آن به سطح سیاره می رسد، این تابش نامیده می شود. تابش پراکنده خورشیدی... تابش مستقیم و پراکنده با هم تشکیل می دهند تابش کل خورشید.

تابش کل خورشید توسط اثر حرارتی در واحد سطح در واحد زمان تعیین می شود. به کالری یا ژول بیان می شود.

مقدار کل تشعشعات خورشیدی که بر سطح می‌افتد به ارتفاع خورشید، طول روز، ویژگی‌های جو (شفافیت، ابری بودن آن) بستگی دارد.

از آنجایی که زمین دارای شکل کروی است که بالاترین سطح بالای افق است، خورشید از خط استوا طلوع می کند. در اینجا، پرتوهای خورشید عمود بر سطح می افتند. هنگام حرکت به سمت قطب ها، پرتوهای خورشید از قبل با تمایل بیشتری می افتند و بنابراین همه چیز را به ارمغان می آورند. گرمای کمتر... علاوه بر این، هر چه به خط استوا نزدیکتر باشد، روز طولانی تر می شود و در نتیجه، سطح گرمای بیشتری دریافت می کند.

با این حال، کل تابش خورشیدی نه تنها تحت تأثیر عرض جغرافیایی است.

تابش خورشید و تأثیر آن بر بدن و اقلیم انسان

در خط استوا ابرهای زیاد و رطوبت وجود دارد که مانع عبور نور خورشید می شود. بنابراین، کل تابش خورشید در اینجا کمتر از آب و هوای گرمسیری قاره ای (به عنوان مثال، قلمرو صحرا) است.

خورشید منبع نور و گرما است که تمام زندگی روی زمین به آن نیاز دارد. اما علاوه بر فوتون های نور، تشعشعات یونیزه کننده سخت متشکل از هسته هلیوم و پروتون ساطع می کند. چرا این اتفاق می افتد؟

علل تشعشعات خورشیدی

تشعشعات خورشیدی در طول روز و طی شعله های کرومسفری ایجاد می شود - انفجارهای غول پیکری که در جو خورشید رخ می دهد. بخشی از ماده خورشیدی به فضا پرتاب می شود و پرتوهای کیهانی را تشکیل می دهد که عمدتاً از پروتون ها و مقادیر کمی از هسته هلیوم تشکیل شده است. این ذرات باردار، 15 تا 20 دقیقه پس از قابل مشاهده شدن شعله خورشیدی، به سطح زمین می رسند.

هوا تابش اولیه کیهانی را قطع می کند و یک باران هسته ای آبشاری ایجاد می کند که با کاهش ارتفاع از بین می رود. در این مورد، ذرات جدیدی متولد می شوند - پیون ها، که تجزیه می شوند و به میون تبدیل می شوند. آنها به لایه های پایینی جو نفوذ می کنند و به زمین می افتند و تا عمق 1500 متری فرو می روند. این میون ها هستند که مسئول تشکیل تشعشعات ثانویه کیهانی و تشعشعات طبیعی هستند که بر انسان تأثیر می گذارد.

طیف تابش خورشیدی

طیف تابش خورشیدی شامل مناطق موج کوتاه و بلند است:

• اشعه گاما؛
• تابش اشعه ایکس؛
• اشعه ماوراء بنفش؛
• نور مرئی؛
• اشعه مادون قرمز.

بیش از 95 درصد از تابش خورشید روی "پنجره نوری" - قسمت قابل مشاهده طیف با مناطق مجاور امواج ماوراء بنفش و مادون قرمز می افتد.

تابش خورشیدی چیست؟ انواع تشعشعات و تاثیر آن بر بدن

همانطور که از لایه های جو عبور می کند، اثر نور خورشید ضعیف می شود - تمام تشعشعات یونیزان، اشعه ایکس و تقریباً 98٪ از اشعه ماوراء بنفش توسط جو زمین به دام افتاده است. نور مرئی و تشعشعات مادون قرمز عملاً بدون تلفات به زمین می رسد، اگرچه تا حدی توسط مولکول های گاز و ذرات غبار موجود در هوا جذب می شوند.

در این راستا تابش خورشیدی منجر به افزایش محسوس تشعشعات رادیواکتیو در سطح زمین نمی شود. سهم خورشید همراه با پرتوهای کیهانی در تشکیل دوز کل تابش سالانه تنها 0.3 mSv / سال است. اما این یک مقدار متوسط ​​است، در واقع سطح تابش تابش بر روی زمین متفاوت است و بستگی به آن دارد موقعیت جغرافیاییزمین

کجا تشعشعات یونیزان خورشیدی قوی تر است؟

بیشترین قدرت پرتوهای کیهانی در قطب ها و کمتر از همه در استوا ثبت شده است. این به خاطر این واقعیت است که میدان مغناطیسی زمین ذرات باردار را که از فضا به قطب ها می افتند منحرف می کند. علاوه بر این، تشعشع با ارتفاع افزایش می یابد - در ارتفاع 10 کیلومتری از سطح دریا، شاخص آن 20-25 برابر افزایش می یابد. ساکنان ارتفاعات در معرض تأثیر فعال دوزهای بالاتر تابش خورشیدی قرار دارند، زیرا جو در کوه ها نازک تر است و شلیک از جریان های گاما کوانتا و ذرات بنیادی که از خورشید می آیند آسان تر است.

مهم. سطح تشعشع تا 0.3 mSv / ساعت تأثیر جدی ندارد، اما با دوز 1.2 μZ / ساعت توصیه می شود منطقه را ترک کنید و در صورت اضطرار، حداکثر شش ماه در قلمرو آن بمانید. در صورت افزایش دو برابری، باید اقامت خود را در این منطقه به سه ماه محدود کنید.

اگر دوز سالانه تابش کیهانی بالای سطح دریا 0.3 mSv / سال باشد، با افزایش ارتفاع در هر صد متر، این شاخص 0.03 mSv / سال افزایش می یابد. پس از انجام محاسبات کوچک، می توان نتیجه گرفت که تعطیلات یک هفته ای در کوهستان در ارتفاع 2000 متری، تابش 1 mSv / سال را ایجاد می کند و تقریباً نیمی از کل نرخ سالانه (2.4 mSv / سال) را تأمین می کند.

معلوم می شود که ساکنان کوهستان دوز سالیانه اشعه دریافت می کنند، چندین برابر بیشتر از حد معمول، و باید بیشتر از افرادی که در دشت زندگی می کنند به سرطان خون و سرطان مبتلا شوند. در حقیقت، موضوع این نیست. برعکس در مناطق کوهستانی میزان مرگ و میر کمتری بر اثر این بیماری ها ثبت می شود و بخشی از جمعیت را صدساله تشکیل می دهند. این واقعیت را تأیید می کند که اقامت طولانی مدت در مکان هایی با فعالیت تشعشع بالا ندارد تاثیر منفیروی بدن انسان

شراره های خورشیدی - خطر تشعشع بالا

شراره های خورشیدی خطر بزرگی برای انسان ها و تمام زندگی روی زمین هستند، زیرا چگالی شار تابش خورشیدی می تواند هزار برابر از سطح معمول تابش کیهانی فراتر رود. بنابراین، دانشمند برجسته شوروی A. L. Chizhevsky دوره های تشکیل لکه های خورشیدی را با اپیدمی های حصبه (1883-1917) و وبا (1823-1923) در روسیه مرتبط کرد. بر اساس نمودارهای ساخته شده، در سال 1930 او ظهور یک بیماری همه گیر گسترده وبا را در سال های 1960-1962 پیش بینی کرد که در سال 1961 در اندونزی آغاز شد، سپس به سرعت به کشورهای دیگر در آسیا، آفریقا و اروپا گسترش یافت.

امروزه داده های زیادی به دست آمده است که نشان دهنده ارتباط چرخه های یازده ساله فعالیت خورشیدی با شیوع بیماری ها و همچنین مهاجرت های انبوه و فصل های تولید مثل سریع حشرات، پستانداران و ویروس ها است. هماتولوژیست ها افزایش تعداد حملات قلبی و سکته مغزی را در دوره های حداکثر فعالیت خورشیدی یافته اند. چنین آماری به این دلیل است که در این زمان لخته شدن خون در افراد افزایش می یابد و از آنجایی که در بیماران مبتلا به بیماری های قلبی فعالیت جبرانی سرکوب می شود، در کار آن اختلالاتی وجود دارد تا نکروز بافت قلب و خونریزی های مغزی.

شعله های بزرگ خورشیدی اغلب اتفاق نمی افتد - هر 4 سال یک بار. در این زمان تعداد و اندازه لکه ها افزایش می یابد و پرتوهای تاجی قدرتمندی در تاج خورشیدی تشکیل می شود که از پروتون ها و مقدار کمی ذرات آلفا تشکیل شده است. اخترشناسان قدرتمندترین جریان خود را در سال 1956 ثبت کردند، زمانی که چگالی تشعشعات کیهانی در سطح زمین 4 برابر شد. یکی دیگر از پیامدهای چنین فعالیت های خورشیدی شفق قطبی بود که در سال 2000 در مسکو و منطقه مسکو ثبت شد.

چگونه از خود محافظت کنیم؟

البته افزایش تشعشعات زمینه در کوهستان دلیلی بر امتناع از سفر به کوهستان نیست. درست است، شما باید در مورد اقدامات ایمنی فکر کنید و با یک رادیومتر قابل حمل به سفر بروید، که به نظارت بر سطح تابش کمک می کند و در صورت لزوم، زمان صرف شده در مناطق خطرناک را محدود می کند. در منطقه ای که قرائت کنتور میزان تشعشعات یونیزه کننده 7 μSv/h را نشان می دهد، نباید بیش از یک ماه بمانید.

تابش کل خورشید و تعادل تشعشع

تابش کل مجموع یک خط مستقیم (روی سطح افقی) و تابش پراکنده است. ترکیب تابش کل، یعنی نسبت بین تابش مستقیم و پراکنده، بسته به ارتفاع خورشید، شفافیت، جو و ابر تغییر می کند.

قبل از طلوع خورشید، کل تشعشع کاملاً و در ارتفاعات کم خورشید - عمدتاً از تابش پراکنده تشکیل شده است. با افزایش ارتفاع خورشید، کسری از تابش پراکنده در کل در آسمان بی ابرکاهش می یابد: در h = 8 درجه 50٪ است و در h = 50 درجه - فقط 10-20٪.

هرچه اتمسفر شفاف تر باشد، نسبت تشعشعات پراکنده در کل کمتر است.

3. بسته به شکل، ارتفاع و مقدار ابرها، کسر تابش پراکنده افزایش می یابد. درجات مختلف... هنگامی که خورشید توسط ابرهای متراکم پوشیده می شود، کل تابش فقط از تابش پراکنده تشکیل می شود. با چنین ابرهایی، تشعشعات پراکنده تنها تا حدی کاهش در خط مستقیم را جبران می کند و بنابراین افزایش تعداد و تراکم ابرها به طور متوسط ​​با کاهش تابش کل همراه است. اما با ابرهای سبک یا نازک، زمانی که خورشید کاملاً باز است یا کاملاً توسط ابرها پوشانده نشده است، کل تابش به دلیل افزایش تابش پراکنده ممکن است بیشتر از آسمان صاف باشد.

تغییرات روزانه و سالانه تابش کل عمدتاً با تغییر ارتفاع خورشید تعیین می شود: تابش کل تقریباً به نسبت مستقیم با تغییر ارتفاع خورشید تغییر می کند.

تابش خورشیدی یا تشعشعات یونیزان از خورشید

اما تأثیر ابری و شفافیت هوا این امر را بسیار پیچیده می کند اعتیاد سادهو مسیر صاف تابش کل را مختل می کند.

تابش کل نیز به طور قابل توجهی به عرض جغرافیایی مکان بستگی دارد. با کاهش عرض جغرافیایی، مقادیر روزانه آن افزایش می یابد و هر چه عرض جغرافیایی مکان کمتر باشد، تابش کل به طور یکنواخت در طول ماه ها توزیع می شود، یعنی دامنه چرخه سالانه آن کمتر می شود. به عنوان مثال، در پاولوفسک (φ = 60 درجه)، مقادیر ماهانه آن از 12 تا 407 کالری در سانتی متر مربع، در واشنگتن (φ = 38.9 درجه) - از 142 تا 486 کالری در سانتی متر مربع، و در تاکوبای (φ = 19) است. درجه) - از 307 تا 556 کالری در سانتی متر مربع. مجموع سالانه تابش کل نیز با کاهش عرض جغرافیایی افزایش می یابد. با این حال، در برخی از ماه ها تابش کل در مناطق قطبی می تواند بیشتر از عرض های جغرافیایی پایین باشد. به عنوان مثال، در خلیج تیخایا در ماه ژوئن، تابش کل 37٪ بیشتر از Pavlovsk و 5٪ بیشتر از Feodosia است.

مشاهدات مستمر در قطب جنوب طی 7 تا 8 سال گذشته نشان می دهد که مجموع تابش ماهانه در این منطقه در گرم ترین ماه (دسامبر) حدود 1.5 برابر بیشتر از همان عرض های جغرافیایی در قطب شمال است و برابر است با مجموع مربوطه در کریمه و در تاشکند. حتی مجموع مجموع تشعشعات سالانه در قطب جنوب بیشتر از مثلاً در سن پترزبورگ است. چنین ورود قابل توجهی از تابش خورشیدی به قطب جنوب با خشکی هوا توضیح داده می شود. قد عالی ایستگاه های قطب جنوببالاتر از سطح دریا و بازتاب بالای سطح برف (70-90%)، که تشعشع پراکنده را افزایش می دهد.

تفاوت بین تمام شارهای انرژی تابشی که به سطح فعال می رسند و از آن خارج می شوند تعادل تابشی سطح فعال نامیده می شود. به عبارت دیگر، تعادل تشعشعی یک سطح فعال، تفاوت بین ورود و مصرف تابش به این سطح است. اگر سطح افقی باشد، قسمت ورودی تعادل شامل تشعشع مستقیم وارد شده به سطح افقی، تابش پراکنده و تابش متقابل جو است. مصرف تشعشع از تابش موج کوتاه و بلند منعکس شده سطح فعال و بخشی از تابش متضاد جو منعکس شده از آن تشکیل شده است.

تعادل تشعشعی نشان دهنده ورود یا مصرف واقعی انرژی تابشی به سطح فعال است که تعیین می کند گرم یا سرد شود. اگر ورود انرژی تابشی بیشتر از مصرف آن باشد، تعادل تابش مثبت است و سطح گرم می شود. اگر ورود کمتر از سرعت جریان باشد، تعادل تابش منفی است و سطح خنک می شود. تعادل تشعشع به طور کلی، و همچنین عناصر تشکیل دهنده فردی آن، به عوامل زیادی بستگی دارد. به ویژه تحت تأثیر ارتفاع خورشید، مدت تابش خورشید، ماهیت و وضعیت سطح فعال، کدورت جو، محتوای بخار آب در آن، ابری و غیره قرار دارد.

تعادل لحظه ای (دقیقه ای) در طول روز معمولاً مثبت است، به خصوص در تابستان. تقریباً 1 ساعت قبل از غروب خورشید (به استثنای زمان زمستان)، مصرف انرژی تابشی شروع به بیش از رسیدن آن می کند و تعادل تشعشع منفی می شود. تقریباً 1 ساعت بعد از طلوع آفتاب دوباره مثبت می شود. حرکت روزانه تعادل در طول روز با آسمان صاف تقریباً موازی با سیر تابش مستقیم است. در طول شب، تعادل تشعشع معمولاً کمی تغییر می کند، اما تحت تأثیر ابری متغیر، می تواند به طور قابل توجهی تغییر کند.

مجموع سالانه تعادل تشعشعات در کل سطح زمین و اقیانوس ها مثبت است، به جز مناطقی که دارای پوشش دائمی برف یا یخ هستند، به عنوان مثال، گرینلند مرکزی و قطب جنوب. شمال عرض جغرافیایی 40 درجه شمالی و جنوب 40 درجه جنوبی، مبالغ ماهانه زمستانی تراز تابش منفی است و دوره با تعادل منفی به سمت قطب ها افزایش می یابد. بنابراین، در قطب شمال، این مقادیر فقط در ماه های تابستان، در عرض جغرافیایی 60 درجه - برای هفت ماه، و در عرض جغرافیایی 50 درجه - برای نه ماه مثبت است. مقادیر سالانه تعادل تشعشع در طول انتقال از خشکی به دریا تغییر می کند.

تعادل تشعشعی سیستم زمین-اتمسفر، تعادل انرژی تابشی در ستون عمودی جو با مقطع 1 سانتی متر مربع است که از سطح فعال تا مرز بالایی جو امتداد دارد. قسمت ورودی آن شامل تشعشعات خورشیدی است که توسط سطح فعال و جو جذب می شود و قسمت خروجی آن بخشی از تابش موج بلند سطح زمین و جو است که به فضای جهان می رود. تعادل تشعشعی سیستم زمین-جو در کمربند از 30 درجه جنوبی تا 30 درجه شمالی مثبت است و در عرض های جغرافیایی بالاتر منفی است.

مطالعه تعادل تشعشع از اهمیت عملی زیادی برخوردار است، زیرا این تعادل یکی از عوامل اصلی تشکیل دهنده آب و هوا است. رژیم حرارتی نه تنها خاک یا مخزن به ارزش آن بستگی دارد، بلکه به لایه های جوی مجاور آنها نیز بستگی دارد. آگاهی از تعادل تشعشعات در محاسبه تبخیر، مطالعه تشکیل و تبدیل توده های هوا، در نظر گرفتن تأثیر تشعشع بر انسان و فلور از اهمیت بالایی برخوردار است.

صفحه 1 از 4

توزیع گرما و نور بر روی زمین

خورشید یک ستاره است منظومه شمسی، که برای سیاره زمین منبع مقدار زیادی گرما و نور خیره کننده است. با وجود اینکه خورشید در فاصله قابل توجهی از ما قرار دارد و تنها بخش کوچکی از تابش آن به ما می رسد، این برای توسعه حیات روی زمین کاملاً کافی است. سیاره ما در مداری به دور خورشید می چرخد.

تابش خورشیدی

اگر در طول سال زمین را از یک فضاپیما رصد کنید، می بینید که خورشید همیشه فقط نیمی از زمین را روشن می کند، بنابراین روز خواهد بود و در نیمه مخالف در این زمان شب خواهد بود. سطح زمین فقط در طول روز گرما دریافت می کند.

زمین ما به طور نابرابر گرم می شود.

گرمای ناهموار زمین با شکل کروی آن توضیح داده می شود، بنابراین زاویه تابش اشعه خورشید در مناطق مختلف متفاوت است، به این معنی که نقاط مختلف زمین مقادیر متفاوتی گرما دریافت می کنند. در خط استوا، پرتوهای خورشید به صورت عمودی می افتند و زمین را به شدت گرم می کنند. هر چه از خط استوا دورتر باشد، زاویه تابش پرتو کمتر می شود و در نتیجه این مناطق گرمای کمتری دریافت می کنند. همان پرتو قدرت تابش خورشیدی ناحیه بسیار کوچک تری را در نزدیکی استوا گرم می کند، زیرا به صورت عمودی می افتد. علاوه بر این، پرتوهایی که با زاویه کمتری نسبت به استوا می افتند - با نفوذ به جو، مسیر طولانی تری را در آن می گذرانند که در نتیجه بخشی از پرتوهای خورشید در تروپوسفر پراکنده شده و به سطح زمین نمی رسد. همه اینها نشان می دهد که با فاصله از استوا به شمال یا جنوب، دمای هوا کاهش می یابد، زیرا زاویه تابش پرتو خورشید کاهش می یابد.

23 4 بعدی> پایان >>