Bendra saulės spinduliuotė. Saulės spinduliuotė: rūšys

Atsakymas iš Kaukazoidės[naujokas]
Bendra spinduliuotė yra dalis atspindėtos ir tiesioginės spinduliuotės. Priklauso nuo debesuotumo ir debesuotumo.

Atsakymas iš Armanas Šaisultanovas[naujokas]
saulės spinduliuotės vertė saryarkoje

Atsakymas iš Vova Vasiljevas[naujokas]
Saulės spinduliuotė – elektromagnetinė ir korpuskulinė Saulės spinduliuotė

Atsakymas iš Nosiaryklės[aktyvus]
Saulės spinduliuotė – elektromagnetinė ir korpuskulinė Saulės spinduliuotė. Elektromagnetinė spinduliuotė sklinda elektromagnetinių bangų pavidalu šviesos greičiu ir prasiskverbia pro žemės atmosferą. Prieš žemės paviršių saulės spinduliuotė ateina tiesioginės ir išsklaidytos spinduliuotės pavidalu.
Saulės spinduliuotė yra pagrindinis visų fizinių ir geografinių procesų, vykstančių žemės paviršiuje ir atmosferoje, energijos šaltinis. Saulės spinduliuotė paprastai matuojama pagal jos šiluminį efektą ir išreiškiama kalorijomis paviršiaus vienetui per laiko vienetą. Iš viso Žemė iš Saulės gauna mažiau nei vieną du milijardus savo spinduliuotės.
Bendra saulės spinduliuotė matuojama kilokalorijomis kvadratiniam centimetrui.
Judant iš šiaurės į pietus, didėja teritorijos gaunamos saulės spinduliuotės kiekis.
Saulės spinduliuotė yra saulės spinduliuotės ir šilumos spinduliavimas.

ZoninisSaulės spinduliuotės pasiskirstymas šalia žemės paviršiaus.

Saulės spinduliuotė pasiekia žemės paviršių, susilpninta dėl atmosferos absorbcijos ir sklaidos. Be to, atmosferoje visada yra debesų, o tiesioginė saulės spinduliuotė dažnai nepasiekia žemės paviršiaus, ją sugeria, išsklaido ir atspindi debesys. Debesuotumas gali sumažinti tiesioginės spinduliuotės srautą plačiame diapazone. Pavyzdžiui, dykumos zonoje dėl debesų prarandama tik 20% tiesioginės saulės spinduliuotės. Tačiau esant musoniniam klimatui tiesioginės spinduliuotės praradimas dėl debesuotumo yra 75%. Sankt Peterburge net ir vidutiniškai per metus debesys į žemės paviršių neperduoda 65% tiesioginės spinduliuotės.

Tiesioginės saulės spinduliuotės pasiskirstymas visame pasaulyje yra sudėtingas, nes atmosferos skaidrumo laipsnis ir debesų sąlygos labai skiriasi priklausomai nuo geografinės padėties. Vasarą didžiausias tiesioginės spinduliuotės antplūdis yra ne poliarinėse platumose, kaip atmosferos ribose, o 30–40 ° platumos. Poliarinėse platumose spinduliuotės susilpnėjimas yra per didelis dėl mažo saulės aukščio. Pavasarį ir rudenį didžiausia tiesioginė spinduliuotė yra ne ties pusiauju, kaip prie atmosferos ribos, o 10–20 ° pavasarį ir 20–30 ° rudenį: pusiaujas per daug drumstas. Tik šio pusrutulio žiemą pusiaujo zona žemės paviršiuje, taip pat ir viršutinėje atmosferos riboje, gauna daugiau spinduliuotės nei visos kitos zonos.

Išsklaidyta spinduliuotė paprastai yra mažesnė už tiesią liniją, tačiau dydžio tvarka yra tokia pati. Tropinėse ir vidutinėse platumose išsklaidytos spinduliuotės kiekis yra nuo pusės iki dviejų trečdalių tiesioginės spinduliuotės; 50-60 ° platumos jau yra arti tiesios, o didelėse platumose (60-90 °) išsklaidyta spinduliuotė yra tiesioginė beveik visus metus. Vasarą išsklaidytos spinduliuotės antplūdis didelėse platumose yra didesnis nei kitose šiaurinio pusrutulio vietose.

Geografinis bendros spinduliuotės pasiskirstymas

Apsvarstykite metinių ir mėnesinių bendros spinduliuotės kiekių (sumų) pasiskirstymą visame pasaulyje. Matome, kad ji nėra visiškai zoninė: spinduliuotės izoliacijos žemėlapiuose nesutampa su platumos apskritimais. Šie nukrypimai paaiškinami tuo, kad atmosferos skaidrumas ir debesuotumas turi įtakos radiacijos pasiskirstymui visame Žemės rutulyje. Metinis bendros spinduliuotės kiekis atogrąžų ir subtropikų platumose viršija 140 kcal / cm2. Jie yra ypač dideli subtropinėse dykumose, kuriose yra mažai debesų, ir Šiaurės Afrika pasiekti 200-220 kcal / cm2. Tačiau virš pusiaujo miškų su dideliais debesimis (virš Amazonės ir Kongo baseinų, virš Indonezijos) jie sumažėja iki 100–120 kcal / cm2. Didesnių abiejų pusrutulių platumų link metinis bendros spinduliuotės kiekis mažėja ir 60° platumos pasiekia 60-80 kcal/cm2. Bet tada jie vėl auga - ne daug šiauriniame pusrutulyje, bet labai ženkliai per mažai debesuotą ir snieguotą Antarktidą, kur žemyno gilumoje jie pasiekia 120-130 kcal / cm2, ty vertes, artimas atogrąžų ir daugiau. pusiaujo. Virš vandenynų radiacijos kiekis yra mažesnis nei virš sausumos.

Gruodžio mėnesį didžiausi radiacijos kiekiai, iki 20-22 kcal/cm2 ir dar didesni, yra pietinio pusrutulio dykumose. Tačiau debesuotose vietose prie pusiaujo jie sumažėja iki 8–12 kcal / cm2. Žiemos šiauriniame pusrutulyje radiacija sparčiai mažėja į šiaurę; į šiaurę nuo 50 lygiagretės jis yra mažesnis nei 2 kcal / cm2, o šiek tiek į šiaurę nuo poliarinio rato yra nulis. Vasarą pietiniame pusrutulyje jis sumažėja į pietus iki 10 kcal / cm2 ir žemiau 50–60 ° platumose. Bet tada jis auga - iki 20 kcal / cm2 prie Antarktidos krantų ir daugiau nei 30 kcal / cm2 Antarktidos viduje, kur jo yra daugiau nei vasarą tropikuose.

Birželio mėnesį didžiausi radiacijos kiekiai, virš 22 kcal/cm2, virš šiaurės rytų Afrikos, Arabijos ir Irano aukštumose. Jų yra iki 20 kcal / cm2 ir daugiau Centrine Azija; daug mažiau, iki 14 kcal / cm2, pietinio pusrutulio žemynų atogrąžų dalyse. Debesuotose pusiaujo zonose, kaip ir gruodį, jos sumažėja iki 8-12 kcal / cm2. Vasaros šiauriniame pusrutulyje radiacijos kiekis lėtai mažėja nuo subtropikų į šiaurę ir į šiaurę nuo 50 ° šiaurės platumos. NS. padidėjimas, siekdamas 20 kcal / cm2 ir daugiau Arkties baseine. Žiemos pietiniame pusrutulyje jie greitai sumažėja į pietus, iki nulio pietiniame poliariniame rate.
(http://gisssu.narod.ru/world/wcl_txt.ht

Ryškus šviestuvas šildo mus karštais spinduliais ir verčia susimąstyti apie radiacijos reikšmę mūsų gyvenime, jos naudą ir žalą. Kas yra saulės spinduliuotė? Mokyklinės fizikos pamoka iš pradžių kviečia susipažinti su elektromagnetinės spinduliuotės samprata apskritai. Šis terminas reiškia kitą materijos formą – skirtingą nuo materijos. Tai apima ir matomą šviesą, ir spektrą, kurio akis nemato. Tai yra rentgeno spinduliai, gama spinduliai, ultravioletiniai ir infraraudonieji spinduliai.

Elektromagnetinės bangos

Esant spinduliuotės šaltiniui-spinduliuotojui, jo elektromagnetinės bangos sklinda visomis kryptimis šviesos greičiu. Šios bangos, kaip ir visos kitos, turi tam tikrų savybių. Tai apima vibracijos dažnį ir bangos ilgį. Kiekvienas kūnas, kurio temperatūra skiriasi nuo absoliutaus nulio, turi savybę skleisti spinduliuotę.

Saulė yra pagrindinis ir galingiausias radiacijos šaltinis šalia mūsų planetos. Savo ruožtu pati Žemė (jos atmosfera ir paviršius) skleidžia spinduliuotę, tačiau kitokiu diapazonu. Ilgą laiką stebint temperatūros sąlygas planetoje, kilo hipotezė apie šilumos, gaunamos iš Saulės ir atiduodamos į erdvę, pusiausvyrą.

Saulės spinduliuotė: spektrinė sudėtis

Didžioji dauguma (apie 99%) saulės energijos spektre yra bangos ilgio diapazone nuo 0,1 iki 4 mikronų. Likęs 1% yra ilgesni ir trumpesni spinduliai, įskaitant radijo bangas ir rentgeno spindulius. Maždaug pusė saulės spinduliuotės energijos patenka į spektrą, kurį suvokiame akimis, apie 44% į infraraudonąją spinduliuotę, 9% į ultravioletinę spinduliuotę. Kaip mes žinome, kaip skirstoma saulės spinduliuotė? Apskaičiuoti jo pasiskirstymą įmanoma dėl kosminių palydovų tyrimų.

Yra medžiagų, kurios gali patekti į ypatingą būseną ir skleisti papildomą spinduliuotę skirtingu bangos ilgio diapazonu. Pavyzdžiui, žemoje temperatūroje švyti, nebūdinga šios medžiagos skleidžiamai šviesai. Šios rūšies spinduliuotė, vadinama liuminescencine, nepaiso įprastinių šiluminės spinduliuotės principų.

Liuminescencijos reiškinys atsiranda po to, kai medžiaga sugeria tam tikrą energijos kiekį ir pereina į kitą būseną (vadinamąją sužadintą būseną), kuri yra energetiškai aukštesnė nei pačios medžiagos temperatūroje. Liuminescencija atsiranda atvirkštinio perėjimo metu – iš sužadintos būsenos į pažįstamą būseną. Gamtoje jį galime stebėti kaip naktinio dangaus švytėjimą ir aurora borealis.

Mūsų šviesulys

Energija saulės spinduliai– kone vienintelis šilumos šaltinis mūsų planetai. Iš jo gelmių į paviršių sklindančios vidinės spinduliuotės intensyvumas yra maždaug 5 tūkstančius kartų mažesnis. Tuo pačiu metu matoma šviesa – vienas iš svarbiausių planetos gyvybės veiksnių – yra tik dalis saulės spinduliuotės.

Saulės spindulių energija mažesnėje dalyje – atmosferoje, o didžioji dalis – paverčiama šiluma Žemės paviršiuje. Ten jis išleidžiamas vandens ir dirvožemio šildymui (viršutiniams sluoksniams), kurie vėliau atiduoda šilumą orui. Kai šildoma, atmosfera ir žemės paviršius savo ruožtu skleidžia infraraudonuosius spindulius į erdvę, o vėsindami.

Saulės spinduliuotė: apibrėžimas

Spinduliuotė, kuri patenka į mūsų planetos paviršių tiesiai iš saulės disko, paprastai vadinama tiesiogine saulės spinduliuote. Saulė jį skleidžia į visas puses. Atsižvelgiant į didžiulį atstumą nuo Žemės iki Saulės, tiesioginė saulės spinduliuotė bet kuriame žemės paviršiaus taške gali būti pavaizduota kaip lygiagrečių spindulių pluoštas, kurio šaltinis yra praktiškai begalybėje. Taigi didžiausias kiekis patenka į plotą, statmeną saulės spinduliams.

Spinduliuotės srauto tankis (arba apšvita) yra spinduliuotės, patenkančios ant konkretaus paviršiaus, matas. Tai spinduliavimo energijos kiekis, krentantis per laiko vienetą ploto vienetui. Ši vertė – apšvita – matuojama W/m2. Mūsų Žemė, kaip visi žino, sukasi aplink Saulę elipsoidine orbita. Saulė yra viename iš šios elipsės židinių. Todėl kiekvienais metais į tam tikras laikas(sausio pradžioje) Žemė užima vietą arčiausiai Saulės ir kitoje (liepos pradžioje) – toliausiai nuo jos. Šiuo atveju apšvitos dydis keičiasi atvirkščiai proporcingai atstumo iki šviestuvo kvadratui.

Kur yra Žemę pasiekusi saulės spinduliuotė? Jo rūšis lemia daugybė veiksnių. Priklausomai nuo platumos, drėgmės, debesuotumo, dalis jo yra išsibarsčiusi atmosferoje, dalis absorbuojama, tačiau dauguma vis tiek pasiekia planetos paviršių. Šiuo atveju nedidelis kiekis atsispindi, o pagrindinį sugeria žemės paviršius, kurio įtakoje jis įkaista. Išsklaidyta saulės spinduliuotė taip pat iš dalies patenka į žemės paviršių, iš dalies sugeriama ir iš dalies atsispindi. Likusi dalis patenka į kosmosą.

Kaip paskirstymas

Ar saulės spinduliuotė yra vienoda? Jo tipai po visų „nuostolių“ atmosferoje gali skirtis savo spektrine sudėtimi. Juk nevienodo ilgio spinduliai ir išsisklaido, ir įvairiai sugeria. Vidutiniškai atmosfera sugeria apie 23% pradinio kiekio. Maždaug 26% viso srauto virsta išsklaidyta spinduliuote, kurios 2/3 tada patenka į Žemę. Iš esmės tai yra kitokia spinduliuotė, kuri skiriasi nuo pradinės. Išsklaidytą spinduliuotę į Žemę siunčia ne Saulės diskas, o dangaus skliautas. Jis turi skirtingą spektrinę sudėtį.

Sugeria spinduliuotę daugiausia ozoną – matomą spektrą ir ultravioletinius spindulius. Infraraudonąją spinduliuotę sugeria anglies dioksidas (anglies dioksidas), kurio, beje, atmosferoje yra labai mažai.

Spinduliuotės sklaida, kuri ją slopina, vyksta visiems spektro bangos ilgiams. Proceso metu jo dalelės patenka į elektromagnetinis efektas, perskirstyti krintančios bangos energiją visomis kryptimis. Tai reiškia, kad dalelės tarnauja kaip taškiniai energijos šaltiniai.

Dienos šviesa

Dėl sklaidos iš saulės sklindanti šviesa, eidama per atmosferos sluoksnius, keičia spalvą. Praktinė vertė sklaida – kuriant dienos šviesą. Jei Žemėje nebūtų atmosferos, apšvietimas egzistuotų tik tose vietose, kur patektų tiesioginiai arba į paviršių atsispindintys saulės spinduliai. Tai reiškia, kad atmosfera dienos metu yra apšvietimo šaltinis. Jos dėka šviesu ir tiesioginiams spinduliams nepasiekiamose vietose, ir saulei pasislėpus už debesų. Būtent sklaida ir suteikia orui spalvų – dangų matome mėlynai.

O nuo ko dar priklauso saulės spinduliuotė? Nereikėtų pamiršti ir drumstumo faktoriaus. Juk spinduliuotė susilpnėja dviem būdais – dėl pačios atmosferos ir vandens garų bei įvairių priemaišų. Vasarą padidėja dulkių kiekis (kaip ir vandens garų kiekis atmosferoje).

Bendra radiacija

Tai reiškia bendrą tiesioginės ir išsklaidytos spinduliuotės kiekį, patenkantį į žemės paviršių. Su debesuotu oru bendra saulės spinduliuotė mažėja.

Dėl šios priežasties vasarą bendra radiacija prieš vidurdienį yra vidutiniškai didesnė nei po jos. O pirmąjį pusmetį – daugiau nei antrąjį.

Kas atsitiks su visa žemės paviršiaus spinduliuote? Patekęs ten, jis daugiausia sugeriamas viršutinio dirvožemio ar vandens sluoksnio ir virsta šiluma, dalis atsispindi. Atspindžio laipsnis priklauso nuo žemės paviršiaus pobūdžio. Rodiklis, išreiškiantis atspindėtos saulės spinduliuotės procentinę dalį nuo bendro ant paviršiaus patenkančio kiekio, vadinamas paviršiaus albedu.

Žemės paviršiaus savaiminio spinduliavimo sąvoka suprantama kaip ilgųjų bangų spinduliuotė, kurią skleidžia augmenija, sniego danga, viršutiniai vandens sluoksniai ir dirvožemis. Paviršiaus spinduliuotės balansas yra skirtumas tarp jo sugerto ir spinduliuojamo kiekio.

Efektyvi spinduliuotė

Įrodyta, kad priešinga spinduliuotė beveik visada yra mažesnė nei antžeminė. Dėl šios priežasties žemės paviršius patiria šilumos nuostolius. Skirtumas tarp paviršiaus ir atmosferos vidinės spinduliuotės verčių vadinamas efektyvia spinduliuote. Tai iš tikrųjų yra grynasis energijos ir dėl to šilumos praradimas naktį.

Jis taip pat egzistuoja dienos metu. Tačiau dienos metu ją iš dalies kompensuoja ar net blokuoja sugerta spinduliuotė. Todėl dieną žemės paviršius yra šiltesnis nei naktį.

Apie geografinį radiacijos pasiskirstymą

Saulės spinduliuotė Žemėje pasiskirsto netolygiai ištisus metus. Jo pasiskirstymas yra zoninis, o spinduliuotės srauto izoliacijos (vienodų reikšmių sujungimo taškai) visiškai nėra tapačios platumos apskritimams. Šį neatitikimą lemia skirtingas debesuotumas ir atmosferos skaidrumas skirtinguose Žemės rutulio regionuose.

Bendra saulės spinduliuotė per metus turi didžiausią reikšmę subtropinėse dykumose, kuriose mažai debesuota atmosfera. Pusiaujo juostos miškų plotuose jo daug mažiau. To priežastis – padidėjęs debesuotumas. Šis rodiklis mažėja link abiejų polių. Bet ašigalių regione vėl auga – šiauriniame pusrutulyje mažiau, snieguotos ir mažai debesuotos Antarktidos regione – daugiau. Virš vandenynų paviršiaus saulės spinduliuotė vidutiniškai yra mažesnė nei virš žemynų.

Beveik visur Žemėje paviršius turi teigiamą radiacijos balansą, tai yra, tuo pačiu metu radiacijos srautas yra didesnis nei efektyvioji spinduliuotė. Išimtis yra Antarktidos ir Grenlandijos regionai su jų ledo plynaukštėmis.

Ar susiduriame su visuotiniu atšilimu?

Tačiau tai, kas išdėstyta pirmiau, nereiškia kasmetinio žemės paviršiaus atšilimo. Sugertos spinduliuotės perteklių kompensuoja šilumos nutekėjimas iš paviršiaus į atmosferą, atsirandantis pasikeitus vandens fazei (garavimas, kondensacija debesų pavidalu).

Taigi Žemės paviršiuje nėra radiacijos pusiausvyros. Bet atsiranda šiluminė pusiausvyra – subalansuojamas šilumos tiekimas ir praradimas įvairiais būdais, įskaitant radiaciją.

Likučio paskirstymas kortelėje

Tose pačiose Žemės platumose radiacijos balansas vandenyno paviršiuje yra didesnis nei sausumoje. Tai galima paaiškinti tuo, kad vandenynuose radiaciją sugeriantis sluoksnis yra storesnis, o efektyvioji radiacija ten mažesnė dėl šalto jūros paviršiaus, palyginti su sausuma.

Ryškūs jo pasiskirstymo amplitudės svyravimai stebimi dykumose. Ten pusiausvyra mažesnė dėl didelės efektyvios spinduliuotės sausame ore ir mažo debesuotumo. Mažesniu mastu jis yra sumažintas musoninio klimato regionuose. Šiltuoju metų laiku ten padidėja debesuotumas, o sugeriama saulės spinduliuotė mažesnė nei kituose tos pačios platumos regionuose.

Žinoma, pagrindinis veiksnys, nuo kurio priklauso vidutinė metinė saulės spinduliuotė, yra konkretaus regiono platuma. Įrašykite ultravioletinės spinduliuotės „porcijas“ į šalia pusiaujo esančias šalis. Tai Šiaurės Rytų Afrika, jos rytu pakrante, Arabijos pusiasalis, į šiaurę ir vakarus nuo Australijos, dalis Indonezijos salų, vakarinė Pietų Amerikos pakrantės dalis.

Europoje, Turkijoje, pietų Ispanijoje, Sicilija, Sardinijoje, Graikijos salose, Prancūzijos pakrantėse ( Pietinė dalis), taip pat dalis Italijos, Kipro ir Kretos regionų.

O kaip mes?

Bendra saulės spinduliuotė Rusijoje pasiskirsto iš pirmo žvilgsnio netikėtai. Mūsų šalies teritorijoje, kaip bebūtų keista, ant delno laiko ne Juodosios jūros kurortai. Didžiausios saulės spinduliuotės dozės susidaro teritorijose, besiribojančiose su Kinija ir Šiaurės žeme. Apskritai saulės spinduliuotė Rusijoje nėra itin intensyvi, o tai visiškai paaiškinama mūsų šiaurine geografine padėtimi. Minimali suma saulės spinduliai eina į šiaurės vakarų regioną – Sankt Peterburgą, kartu su gretimomis vietovėmis.

Saulės radiacija Rusijoje yra prastesnė nei Ukrainoje. Ten daugiausia ultravioletinės spinduliuotės patenka į Krymą ir teritorijas už Dunojaus, antroje vietoje yra Karpatai su pietiniais Ukrainos regionais.

Visa (įskaitant ir tiesioginę, ir išsklaidytą) patenkanti saulės spinduliuotė horizontalus paviršius, pateikiamas mėnesiais specialiai sukurtose lentelėse skirtingoms teritorijoms ir matuojamas MJ / m 2. Pavyzdžiui, saulės spinduliuotė Maskvoje svyruoja nuo 31-58 žiemos mėnesiais iki 568-615 vasarą.

Apie saulės insoliaciją

Insoliacija arba naudingos spinduliuotės kiekis, patenkantis į saulės apšviestą paviršių, labai skiriasi įvairiuose geografiniuose taškuose. Metinė insoliacija skaičiuojama kvadratiniam metrui megavatais. Pavyzdžiui, Maskvoje ši vertė yra 1,01, Archangelske - 0,85, Astrachanėje - 1,38 MW.

Jį nustatant būtina atsižvelgti į tokius veiksnius kaip metų laikas (žiemą apšvietimas ir paros ilgumas mažesnis), reljefo pobūdis (kalnai gali užgožti saulę), oro sąlygos. būdinga vietovei – rūkas, dažni lietūs ir debesys. Šviesą priimanti plokštuma gali būti orientuota vertikaliai, horizontaliai arba įstrižai. Insoliacijos kiekis, taip pat saulės spinduliuotės pasiskirstymas Rusijoje yra duomenys, sugrupuoti į lentelę pagal miestą ir regioną, nurodant geografinę platumą.

Žemė per metus iš Saulės gauna 1,36 * 10-24 kalorijas šilumos. Palyginti su šiuo energijos kiekiu, likusi spinduliuotės energijos patekimas į Žemės paviršių yra nereikšmingas. Taigi, žvaigždžių spinduliavimo energija sudaro šimtą milijonų saulės energijos, o kosminė spinduliuotė yra dvi milijardosios dalys, vidinė šilumaŽemės paviršius lygus vienai penkių tūkstančių saulės šilumos daliai.
Saulės spinduliuotė - saulės radiacija- yra pagrindinis energijos šaltinis beveik visiems procesams, vykstantiems atmosferoje, hidrosferoje ir viduje viršutiniai sluoksniai litosfera.
Saulės spinduliuotės intensyvumo matavimo vienetas yra šilumos kalorijų skaičius, kurį per 1 minutę sugeria 1 cm2 absoliučiai juodo paviršiaus, statmeno saulės spindulių krypčiai (cal / cm2 * min).

Saulės spinduliuotės energijos srautas, pasiekiantis žemės atmosferą, yra labai pastovus. Jo intensyvumas vadinamas saulės konstanta (Io) ir imamas vidutiniškai lygus 1,88 kcal / cm2 min.
Saulės konstantos vertė svyruoja priklausomai nuo Žemės atstumo nuo Saulės ir saulės aktyvumo. Jo svyravimai per metus yra 3,4-3,5%.
Jei saulės spinduliai nukristų visur vertikaliai ant žemės paviršiaus, tai nesant atmosferos ir esant 1,88 cal / cm2 * min saulės konstantai, kiekvienas kvadratinis centimetras gautų 1000 kcal per metus. Dėl to, kad Žemė yra sferinė, šis skaičius sumažėja 4 kartus ir 1 kv. cm per metus vidutiniškai gauna 250 kcal.
Saulės spinduliuotės kiekis, kurį gauna paviršius, priklauso nuo spindulių kritimo kampo.
Didžiausią spinduliuotės kiekį gauna paviršius, statmenas saulės spindulių krypčiai, nes tokiu atveju visa energija paskirstoma plote, kurio skerspjūvis lygus spindulių pluošto skerspjūviui – a. Tam pačiam spindulių pluoštui krinta įstrižai, energija pasiskirsto dideliame plote (c skyrius), o paviršiaus vienetas gauna mažesnį jos kiekį. Kuo mažesnis spindulių kritimo kampas, tuo mažesnis saulės spinduliavimo intensyvumas.
Saulės spinduliuotės intensyvumo priklausomybė nuo spindulių kritimo kampo išreiškiama formule:

I1 = I0 * sin h,

kur I0 yra saulės spinduliuotės intensyvumas su didžiuliu spindulių dažniu. Už atmosferos ribų – saulės konstanta;
I1 – saulės spinduliavimo intensyvumas, kai saulės spinduliai krenta kampu h.
I1 yra tiek kartų mažesnis už I0, kiek atkarpa a mažesnė už atkarpą b.
27 paveiksle parodyta, kad a / b = sin A.
Saulės spindulių kritimo kampas (Saulės aukštis) yra 90 ° tik platumose nuo 23 ° 27 "Š iki 23 ° 27" pietų platumos. (t.y. tarp tropikų). Kitose platumose jis visada yra mažesnis nei 90 ° (8 lentelė). Atitinkamai sumažėjus spindulių kritimo kampui, turėtų sumažėti ir saulės spinduliuotės, patenkančios į paviršių skirtingose ​​platumose, intensyvumas. Kadangi Saulės aukštis nesikeičia ištisus metus ir dieną, saulės šilumos kiekis, kurį gauna paviršius, nuolat kinta.

Saulės spinduliuotės kiekis, kurį gauna paviršius, yra tiesiogiai proporcingas nuo jo apšvietimo saulės spinduliais trukmės.

Pusiaujo zonoje už atmosferos ribų saulės šilumos kiekis per metus nepatiria didelių svyravimų, tuo tarpu didelėse platumose šie svyravimai yra labai dideli (žr. 9 lentelę). V žiemos laikotarpis Saulės šilumos patekimo skirtumai tarp aukštųjų ir žemųjų platumų yra ypač reikšmingi. Vasarą nuolatinio apšvietimo sąlygomis poliariniai regionai gauna didžiausią saulės šilumos kiekį per dieną Žemėje. Vasaros saulėgrįžos dieną šiauriniame pusrutulyje jis yra 36% didesnis nei paros šilumos suma ties pusiauju. Bet kadangi paros ilgis ties pusiauju yra ne 24 valandos (kaip šiuo metu ašigalyje), o 12 valandų, tai saulės spinduliuotės kiekis per laiko vienetą ties pusiauju išlieka didžiausias. Vasaros dienos bendros saulės šilumos maksimumas, stebimas maždaug 40–50 ° platumos, yra susijęs su gana ilga diena (didesnė nei šiuo metu 10–20 ° platumos) dideliame Saulės aukštyje. Pusiaujo ir poliarinės zonos gaunamos šilumos kiekio skirtumai vasarą yra mažesni nei žiemą.
Pietinis pusrutulis vasarą gauna daugiau šilumos nei šiaurinė, žiemą atvirkščiai (įtakoja Žemės atstumo pokytis nuo Saulės). O jei abiejų pusrutulių paviršius būtų visiškai vienodas, pietų pusrutulyje temperatūrų svyravimų metinės amplitudės būtų didesnės nei šiauriniame.
Atmosferoje vyksta saulės spinduliuotė kiekybiniai ir kokybiniai pokyčiai.
Net tobula, sausa ir švari atmosfera sugeria ir išsklaido spindulius, sumažindama saulės spinduliuotės intensyvumą. Tikros atmosferos, kurioje yra vandens garų ir kietųjų dalelių, silpinamasis poveikis saulės spinduliuotei yra daug didesnis nei idealus. Atmosfera (deguonis, ozonas, anglies dioksidas, dulkės ir vandens garai) daugiausia sugeria ultravioletinius ir infraraudonuosius spindulius. Atmosferos sugerta Saulės spinduliavimo energija paverčiama kitų rūšių energija: šilumine, chemine ir kt. Apskritai sugertis saulės spinduliuotę susilpnina 17-25%.
Palyginti trumpų bangų spindulius – violetinius, mėlynus – išsklaido atmosferoje esančios dujų molekulės. Tai paaiškina mėlyną dangaus spalvą. Priemaišos vienodai išsklaido pluoštus skirtingo ilgio bangomis. Todėl reikšmingu jų turiniu dangus įgauna balkšvą atspalvį.
Dėl saulės spindulių sklaidos ir atspindėjimo atmosferoje debesuotomis dienomis stebima dienos šviesa, matomi šešėlyje esantys objektai, atsiranda prieblandos reiškinys.
Kuo ilgesnis spindulio kelias atmosferoje, tuo didesnis jo storis turi praeiti ir tuo labiau susilpnėja saulės spinduliuotė. Todėl kylant atmosferos įtaka radiacijai mažėja. Saulės spindulių kelio ilgis atmosferoje priklauso nuo saulės aukščio. Jei saulės spindulio kelio atmosferoje ilgį laikysime vienetu Saulės aukštyje 90 ° (m), santykis tarp Saulės aukščio ir spindulio kelio ilgio atmosferoje. atmosfera bus tokia, kaip parodyta lentelėje. dešimt.

Bendras spinduliuotės susilpnėjimas atmosferoje bet kuriame Saulės aukštyje gali būti išreikštas Bouguer formule: Im = I0 * pm, čia Im – atmosferoje pakitęs saulės spinduliuotės intensyvumas žemės paviršiuje; I0 - saulės konstanta; m – spindulio kelias atmosferoje; Saulės aukštyje 90 °, jis yra lygus 1 (atmosferos masė), p yra skaidrumo koeficientas (trupinis skaičius, rodantis, kokia spinduliuotės dalis pasiekia paviršių, kai m = 1).
Saulės aukštyje 90 °, kai m = 1, saulės spinduliuotės intensyvumas žemės paviršiuje I1 yra p kartų mažesnis nei Io, tai yra, I1 = Io * p.
Jei Saulės aukštis yra mažesnis nei 90 °, tai m visada yra didesnis nei 1. Saulės spindulio kelias gali būti sudarytas iš kelių atkarpų, kurių kiekvienas yra lygus 1. Saulės spinduliuotės intensyvumas ties riba tarp pirmųjų (aa1) ir antrasis (a1a2) segmentai I1 yra, aišku, Io * p, spinduliavimo intensyvumas pravažiavus antrąjį atkarpą I2 = I1 * p = I0 p * p = I0 p2; I3 = I0p3 ir tt

Atmosferos skaidrumas yra nenuoseklus ir netolygus skirtingos sąlygos... Realios atmosferos skaidrumo ir idealios atmosferos skaidrumo santykis – drumstumo koeficientas – visada didesnis už vienetą. Tai priklauso nuo vandens garų ir dulkių kiekio ore. Didėjant platumai, drumstumo koeficientas mažėja: platumose nuo 0 iki 20 ° Š. NS. jis vidutiniškai lygus 4,6, platumose nuo 40 iki 50 ° šiaurės platumos. NS. - 3,5, platumose nuo 50 iki 60 ° šiaurės platumos. NS. - 2,8 ir platumose nuo 60 iki 80 ° šiaurės platumos. NS. – 2.0. Vidutinio klimato platumose drumstumo koeficientas yra mažesnis žiemą nei vasarą ir mažesnis ryte nei po pietų. Jis mažėja didėjant ūgiui. Kuo didesnis drumstumo koeficientas, tuo didesnis saulės spinduliuotės susilpnėjimas.
Išskirti tiesioginė, išsklaidyta ir visa saulės spinduliuotė.
Dalis saulės spinduliuotės, kuri per atmosferą prasiskverbia į žemės paviršių, yra tiesioginė spinduliuotė. Dalis atmosferos išsklaidytos radiacijos paverčiama išsklaidyta spinduliuote. Visa saulės spinduliuotė, patenkanti į žemės paviršių, tiesioginė ir išsklaidyta, vadinama visa spinduliuote.
Tiesioginės ir išsklaidytos spinduliuotės santykis labai skiriasi priklausomai nuo debesuotumo, atmosferos dulkėtumo, taip pat nuo Saulės aukščio. Esant giedram dangui, išsklaidytos spinduliuotės dalis neviršija 0,1%, su debesuotas dangus išsklaidyta spinduliuotė gali būti tiesioginė.
Esant mažam saulės aukščiui, visa spinduliuotė yra beveik visiškai išsklaidyta. Saulės aukštyje 50 ° ir giedrame danguje išsklaidytos spinduliuotės dalis neviršija 10–20%.
Vidutinių metinių ir mėnesinių bendros spinduliuotės verčių žemėlapiai leidžia stebėti pagrindinius jos geografinio pasiskirstymo dėsningumus. Metinės bendros spinduliuotės vertės pasiskirsto daugiausia zoniškai. Didžiausią metinį bendros spinduliuotės kiekį Žemėje gauna atogrąžų vidaus dykumų paviršius (Rytų Sachara ir centrinė Arabija). Pastebimą bendros spinduliuotės sumažėjimą ties pusiauju lemia didelė oro drėgmė ir dideli debesys. Arktyje bendra spinduliuotė yra 60-70 kcal / cm2 per metus; Antarktidoje dėl dažnai pasikartojančių giedrų dienų ir didesnio atmosferos skaidrumo jis yra kiek didesnis.

Birželio mėnesį didžiausią spinduliuotės kiekį sulaukia šiaurinis pusrutulis, o ypač tropiniai ir subtropiniai sausumos regionai. Šiaurės pusrutulio vidutinio klimato ir poliarinės platumos paviršiaus gaunamos saulės spinduliuotės kiekiai mažai skiriasi daugiausia dėl ilgos dienos poliariniuose regionuose. Bendrosios spinduliuotės pasiskirstymo zonavimas. žemynuose šiauriniame pusrutulyje ir pietų pusrutulio atogrąžų platumose beveik nėra išreikšta. Jis geriau pasireiškia šiauriniame pusrutulyje virš vandenyno ir aiškiai išreikštas ekstratropinėse pietų pusrutulio platumose. Pietiniame poliariniame rate bendra saulės spinduliuotė artėja prie 0.
Gruodžio mėnesį didžiausi radiacijos kiekiai patenka į pietų pusrutulį. Aukštai esantis Antarktidos ledo paviršius su dideliu oro skaidrumu gauna žymiai daugiau bendros radiacijos nei Arkties paviršius birželio mėn. Dykumose yra daug karščio (kalaharis, didžioji australija), tačiau dėl didesnio pietinio pusrutulio okeaniškumo (didelės oro drėgmės ir debesuotumo įtaka) jos suma čia kiek mažesnė nei birželį tose pačiose platumose. šiaurinio pusrutulio. Šiaurinio pusrutulio pusiaujo ir atogrąžų platumose bendra radiacija kinta palyginti nedaug, o jos pasiskirstymas aiškiai išreikštas tik į šiaurę nuo šiaurinio tropiko. Didėjant platumai, bendra radiacija gana greitai mažėja, jos nulinė izoliacija tęsiasi šiek tiek į šiaurę nuo poliarinio rato.
Visa saulės spinduliuotė, krintanti ant Žemės paviršiaus, iš dalies atsispindi atgal į atmosferą. Nuo paviršiaus atsispindėjusios spinduliuotės kiekio ir ant šio paviršiaus krentančios spinduliuotės kiekio santykis vadinamas albedas... Albedas apibūdina paviršiaus atspindėjimą.
Žemės paviršiaus albedas priklauso nuo jo būklės ir savybių: spalvos, drėgmės, šiurkštumo ir kt.. Šviežiai iškritęs sniegas pasižymi didžiausiu atspindžiu (85-95%). Ramus vandens paviršius, kai ant jo stačiai krenta saulės spinduliai, atspindi tik 2-5%, o kai saulė žemai – beveik visi ant jo krentantys spinduliai (90%). Sauso chernozemo albedas - 14%, drėgnas - 8, miškas - 10-20, pievų augmenija - 18-30, smėlio dykumos paviršius - 29-35, paviršius jūros ledas - 30-40%.
Didelis ledo paviršiaus albedas, ypač padengtas ką tik iškritusiu sniegu (iki 95%), yra žemos temperatūros poliariniuose regionuose priežastis vasarą, kai saulės spinduliuotės atskleidimas ten yra reikšmingas.
Žemės paviršiaus ir atmosferos spinduliavimas. Bet kuris kūnas, kurio temperatūra aukštesnė nei absoliutus nulis (daugiau nei minus 273 °), skleidžia spinduliavimo energiją. Absoliučiai juodo kūno bendra spinduliuotė yra proporcinga jo absoliučios temperatūros (T) ketvirtajai laipsniai:
E = σ * T4 kcal / cm2 per minutę (Stefano – Boltzmanno dėsnis), kur σ yra pastovus koeficientas.
Kuo aukštesnė spinduliuojančio kūno temperatūra, tuo trumpesni skleidžiamų nm spindulių bangos ilgiai. Kaitri saulė siunčia į kosmosą trumpųjų bangų spinduliuotė... Žemės paviršius, sugerdamas trumpųjų bangų saulės spinduliuotę, įkaista ir taip pat tampa spinduliuotės (žemės spinduliuotės) šaltiniu. Ho kadangi žemės paviršiaus temperatūra neviršija kelių dešimčių laipsnių, jos ilgos bangos spinduliuotė, nematoma.
Žemės spinduliuotę didžiąja dalimi sulaiko atmosfera (vandens garai, anglies dioksidas, ozonas), tačiau 9-12 mikronų bangos ilgio spinduliai laisvai palieka atmosferą, todėl Žemė praranda dalį šilumos.
Atmosfera, sugerdama dalį per ją sklindančios saulės spinduliuotės ir daugiau nei pusę žemės spinduliuotės, pati spinduliuoja energiją tiek į pasaulio erdvę, tiek į žemės paviršių. Atmosferos spinduliuotė, nukreipta į žemės paviršių link žemės, vadinama prieš spinduliuotę.Ši spinduliuotė, kaip ir antžeminė, ilgų bangų, nematoma.
Atmosferoje yra du ilgųjų bangų spinduliuotės srautai – spinduliuotė iš Žemės paviršiaus ir spinduliuotė iš atmosferos. Skirtumas tarp jų, lemiantis faktinius šilumos nuostolius pagal žemės paviršių, vadinamas efektyvi spinduliuotė. Kuo aukštesnė skleidžiamo paviršiaus temperatūra, tuo didesnė efektyvioji spinduliuotė. Oro drėgmė sumažina efektyvią spinduliuotę, o debesys ją labai sumažina.
Didžiausia metinių efektyvios spinduliuotės sumų vertė stebima atogrąžų dykumose – 80 kcal/cm2 per metus – dėl aukštos temperatūros paviršius, sausas oras ir giedras dangus. Prie pusiaujo, esant didelei oro drėgmei, efektyvi radiacija yra tik apie 30 kcal/cm2 per metus, o jos vertė žemei ir vandenynui labai mažai skiriasi. Mažiausiai efektyvi spinduliuotė poliariniuose regionuose. Vidutinio klimato platumose žemės paviršius praranda maždaug pusę šilumos kiekio, kurį jis gauna sugerdamas bendrą spinduliuotę.
Atmosferos gebėjimas perduoti trumpabangią saulės spinduliuotę (tiesioginę ir išsklaidytą spinduliuotę) ir blokuoti ilgosios bangos spinduliuotę iš Žemės vadinamas šiltnamio (šiltnamio) efektu. Šiltnamio efekto dėka Vidutinė temperatūraŽemės paviršius yra + 16 °, nesant atmosferos jis būtų -22 ° (38 ° žemesnis).
Radiacijos balansas (likutinė spinduliuotė).Žemės paviršius vienu metu gauna spinduliuotę ir ją atiduoda. Radiacijos patekimas susideda iš visos saulės spinduliuotės ir priešingos atmosferos spinduliuotės. Sunaudojimas – tai saulės spindulių atspindys nuo paviršiaus (albedas) ir vidinė žemės paviršiaus spinduliuotė. Skirtumas tarp radiacijos atvykimo ir suvartojimo radiacijos balansas, arba likutinė spinduliuotė. Spinduliuotės balanso reikšmė nustatoma pagal lygtį

R = Q * (1-α) - I,

čia Q yra bendra saulės spinduliuotė, tenkanti paviršiaus vienetui; α - albedas (trupmena); I – efektyvi spinduliuotė.
Jei įvestis yra didesnė už srautą, spinduliuotės balansas yra teigiamas; jei įvestis yra mažesnė už srautą, balansas yra neigiamas. Naktį visose platumose radiacijos balansas yra neigiamas, po pietų iki pietų – visur teigiamas, išskyrus aukštąsias platumas žiemą; popietė – vėl neigiama. Vidutiniškai paros radiacijos balansas gali būti ir teigiamas, ir neigiamas (11 lentelė).


Žemės paviršiaus radiacinės pusiausvyros metinių sumų žemėlapyje galima pastebėti staigų izoliacijų padėties pasikeitimą joms pereinant iš sausumos į vandenyną. Paprastai vandenyno paviršiaus radiacijos balansas viršija sausumos radiacijos balansą (albedo ir efektyvios spinduliuotės įtaka). Radiacijos balanso pasiskirstymas paprastai yra zoninis. Vandenyne atogrąžų platumose metinės radiacijos balanso vertės siekia 140 kcal / cm2 (Arabijos jūra) ir neviršija 30 kcal / cm2 ties plūduriuojančio ledo riba. Nukrypimai nuo vandenyno radiacijos balanso zoninio pasiskirstymo yra nežymūs ir atsiranda dėl debesuotumo pasiskirstymo.
Pusiaujo ir atogrąžų platumų sausumoje metinės radiacijos balanso vertės svyruoja nuo 60 iki 90 kcal / cm2, priklausomai nuo drėgmės sąlygų. Didžiausi metiniai radiacijos balanso kiekiai stebimi tuose regionuose, kur albedas ir efektyvioji radiacija yra santykinai maži (tropiniai atogrąžų miškai, savanos). Mažiausia jų vertė nustatyta labai drėgnuose (didelis debesuotumas) ir labai sausuose (didelis efektyvus spinduliavimas) regionuose. Vidutinėse ir didelėse platumose metinė radiacijos balanso vertė mažėja didėjant platumai (bendros spinduliuotės sumažėjimo poveikis).
Metinės radiacijos balanso sumos centriniuose Antarktidos regionuose yra neigiamos (kelios kalorijos 1 cm2). Arktyje šios vertės yra artimos nuliui.
Liepos mėnesį žemės paviršiaus radiacijos balansas žymioje pietinio pusrutulio dalyje yra neigiamas. Nulinė balanso linija eina tarp 40 ir 50 ° pietų. NS. Didžiausia radiacijos balanso vertė pasiekiama vandenyno paviršiuje šiaurinio pusrutulio atogrąžų platumose ir kai kurių vidaus jūrų, pavyzdžiui, Juodosios jūros, paviršiuje (14-16 kcal / cm2 per mėnesį).
Sausio mėnesį nulinė balanso linija yra tarp 40 ir 50 ° šiaurės platumos. NS. (virš vandenynų kiek kyla į šiaurę, virš žemynų leidžiasi į pietus). Didelė dalis šiaurinio pusrutulio turi neigiamą radiacijos balansą. Didžiausios vertybės spinduliuotės balansas apsiriboja pietinio pusrutulio atogrąžų platumose.
Vidutiniškai per metus žemės paviršiaus radiacijos balansas yra teigiamas. Tokiu atveju paviršiaus temperatūra nekyla, o išlieka maždaug pastovi, o tai galima paaiškinti tik nuolatiniu perteklinės šilumos suvartojimu.
Atmosferos radiacijos balansą sudaro, viena vertus, sugerta saulės ir žemės spinduliuotė ir, kita vertus, atmosferos spinduliuotė. Jis visada yra neigiamas, nes atmosfera sugeria tik nedidelę saulės spinduliuotės dalį ir išspinduliuoja beveik tiek pat, kiek paviršius.
Paviršiaus ir atmosferos radiacijos balansas, kaip visuma, visoje Žemėje per metus yra vidutiniškai lygus nuliui, tačiau platumose jis gali būti ir teigiamas, ir neigiamas.
Tokio radiacijos balanso pasiskirstymo pasekmė turėtų būti šilumos perdavimas kryptimi nuo pusiaujo į ašigalius.
Šilumos balansas. Radiacijos balansas yra svarbiausias šilumos balanso komponentas. Paviršiaus šilumos balanso lygtis parodo, kaip patenkanti saulės spinduliuotės energija paverčiama žemės paviršiuje:

kur R yra spinduliuotės balansas; LE - šilumos suvartojimas garavimui (L - latentinė garavimo šiluma, E - garavimas);
P - turbulentinė šilumos mainai tarp paviršiaus ir atmosferos;
A - šilumos mainai tarp paviršiaus ir apatinių dirvožemio ar vandens sluoksnių.
Paviršiaus spinduliuotės balansas laikomas teigiamu, jei paviršiaus sugerta spinduliuotė viršija šilumos nuostolius, ir neigiama, jei ji jų nekompensuoja. Visi kiti šilumos balanso terminai laikomi teigiamais, jei dėl jų paviršius praranda šilumą (jei atitinka šilumos suvartojimą). Nes. gali kisti visi lygties nariai, šilumos balansas nuolat trikdomas ir vėl atsistato.
Aukščiau pateikta paviršiaus šilumos balanso lygtis yra apytikslė, nes joje neatsižvelgiama į kai kuriuos nedidelius, bet konkrečiomis sąlygomis svarbius veiksnius, pavyzdžiui, šilumos išsiskyrimą užšalimo metu, jos sunaudojimą lydymuisi ir kt.
Atmosferos šilumos balansą sudaro atmosferos spinduliuotės balansas Ra, iš paviršiaus gaunama šiluma, Pa, kondensacijos metu atmosferoje išsiskirianti šiluma, LE ir horizontalus šilumos perdavimas (advekcija) Aa. Atmosferos radiacijos balansas visada yra neigiamas. Šilumos pritekėjimas dėl drėgmės kondensacijos ir turbulentinės šilumos mainų reikšmės yra teigiamos. Šilumos advekcija vidutiniškai per metus lemia jos perkėlimą iš žemų platumų į dideles platumas: tai reiškia, kad šilumos suvartojimas žemose platumose ir patekimas į aukštas platumas. Ilgalaikėje išvestinėje atmosferos šilumos balansą galima išreikšti lygtimi Ra = Pa + LE.
Paviršiaus ir atmosferos šilumos balansas kartu, kaip visuma, ilgalaikiu vidurkiu lygus 0 (35 pav.).

Per metus į atmosferą patenkančios saulės spinduliuotės vertė (250 kcal / cm2) laikoma 100%. Saulės spinduliuotė, prasiskverbianti į atmosferą, dalinai atsispindi nuo debesų ir grįžta iš atmosferos – 38%, iš dalies sugeria atmosfera – 14% ir iš dalies tiesioginės saulės spinduliuotės pavidalu pasiekia žemės paviršių – 48%. Iš 48 %, pasiekusių paviršių, 44 % jis sugeria, o 4 % atsispindi. Taigi, Žemės albedas yra 42% (38 + 4).
Žemės paviršiaus sugeriama spinduliuotė sunaudojama taip: 20% prarandama per efektyvią spinduliuotę, 18% išleidžiama garavimui nuo paviršiaus, 6% išleidžiama oro šildymui turbulentinės šilumos mainų metu (iš viso 24%). Paviršiaus šilumos suvartojimas subalansuoja jo patekimą. Atmosferos gaunama šiluma (14% tiesiai iš Saulės, 24% nuo žemės paviršiaus) kartu su efektyvia Žemės spinduliuote nukreipiama į kosmosą. Žemės albedas (42%) ir radiacija (58%) subalansuoja saulės spinduliuotės tiekimą į atmosferą.

Saulės radiacija- saulės spinduliuotės energija, ateinanti į Žemę elektromagnetinių bangų srauto pavidalu.

Saulė sklinda aplink save galinga elektromagnetinė radiacija... Tik viena dviejų milijardų dalis jo patenka į viršutinius Žemės atmosferos sluoksnius, bet taip pat per minutę sudaro didžiulį kalorijų skaičių.

Ne visas energijos srautas pasiekia Žemės paviršių – didžiąją jos dalį planeta išmeta į kosmosą. Žemė atspindi tų spindulių, kurie kenkia gyvajai planetos medžiagai, ataką. Tolesniame kelyje į Žemę saulės spinduliai susiduria su kliūtimis – atmosferą užpildančių vandens garų, anglies dvideginio molekulių ir ore pakibusių dulkių dalelių pavidalu. Atmosferos „filtras“ sugeria nemažą dalį spindulių, juos išsklaido, atspindi. Ypač didelis debesų atspindys. Dėl to žemės paviršius tiesiogiai gauna tik 2/3 spinduliuotės, kurią perduoda ozono ekranas. Tačiau net ir iš šios dalies daug kas atsispindi pagal įvairių paviršių atspindį.

Visas Žemės paviršius per minutę gauna kiek daugiau nei 100 000 kalorijų cm2. Šią spinduliuotę sugeria augmenija, dirvožemis, jūrų ir vandenynų paviršius. Ji virsta šiluma, kuri išleidžiama atmosferos sluoksniams šildyti, oro ir vandens masių judėjimui, sukuriant visą didžiulę gyvybės formų įvairovę Žemėje.

Saulės spinduliuotė į žemės paviršių patenka įvairiais būdais:

1. tiesioginė spinduliuotė: spinduliuotė, sklindanti tiesiai iš saulės, jei jos neužstoja debesys;
2. difuzinė spinduliuotė: spinduliuotės gavimas iš dangaus skliauto arba debesų, kurie išsklaido saulės spindulius;
3. terminis: spinduliuotė gaunama iš atmosferos, įšilusios dėl radiacijos poveikio.

Tiesioginė ir išsklaidyta spinduliuotė gaunama tik dieną. Kartu jie sudaro bendrą spinduliuotę. Saulės spinduliuotė, kuri lieka praradus atspindį nuo paviršiaus, vadinama absorbuota.

Saulės spinduliuotė matuojama naudojant prietaisą, vadinamą aktinometru.

Saulė užlieja Žemę ištisu energijos vandenynu, kuris yra praktiškai neišsenkantis, todėl m. pastaraisiais metais vis daugiau dėmesio skiriama saulės energijos panaudojimo ekonomikoje problemai. V skirtingos salys jau veikia saulės gėlinimo įrenginiai, vandens šildytuvai, džiovyklės. Iš Žemės paleisti dirbtiniai palydovai, erdvėlaiviai ir laboratorijos yra visiškai maitinami saulės spinduliuotės.

Saulės spinduliuotės vikipedija
Svetainės paieška:

Šilumos pritekėjimo pokyčiams per trumpą laiką ir netolygiam jos pasiskirstymui kraštovaizdžio gaubte įtakos turi daugybė aplinkybių, iš kurių laikysime svarbiausias.

Nedideli periodiniai radiacijos pokyčiai pirmiausia priklauso nuo to, kad Žemė sukasi aplink Saulę elipsės formos orbita, todėl keičiasi jos atstumas nuo Saulės. Perihelyje, tai yra arčiausiai Saulės esančiame orbitos taške (Žemė joje yra dabartinėje epochoje sausio 1 d.), atstumas yra 147 mln. km; ties afeliu, tai yra toliausiai nuo Saulės esančiame orbitos taške (liepos 3 d.), šis atstumas jau yra 152 milijonai km; skirtumas yra 5 milijonai km. Atsižvelgiant į tai, sausio pradžioje, palyginti su vidutiniu (t. y. skaičiuojant vidutiniu atstumu nuo Žemės iki Saulės), radiacija padidėja 3,4%, o liepos pradžioje sumažėja 3,5%.

Labai svarbus veiksnys, lemiantis spinduliuotės kiekį, kurį gauna ta ar kita žemės paviršiaus dalis, yra saulės spindulių kritimo kampas. Jei J yra spinduliuotės intensyvumas, kai spinduliai krinta vertikaliai, tai jiems susidūrus su paviršiumi kampu α, spinduliavimo intensyvumas bus J sin α: kuo kampas staigesnis, tuo didesnio ploto spindulių pluošto energija. turėtų būti paskirstytas, taigi, tuo mažesnis bus ploto vienetui.

Saulės spindulių suformuotas kampas su žemės paviršiumi priklauso nuo reljefo, platumos ir Saulės aukščio virš horizonto, kuris kinta ir dieną, ir ištisus metus.

Ant nelygaus reljefo (nesvarbu, ar kalbame apie kalnus, ar apie nedidelius nelygumus) įvairių elementų reljefus Saulė apšviečia skirtingai. Saulėtame kalno šlaite spindulių kritimo kampas didesnis nei lygumoje kalvos papėdėje, tačiau priešingame šlaite šis kampas labai mažas. Netoli Leningrado kalvos šlaitas, nukreiptas į pietus ir pasviręs 10 ° kampu, yra tomis pačiomis šiluminėmis sąlygomis kaip ir horizontali platforma prie Charkovo.

Žiemą į pietus nukreipti stačiai šlaitai įšyla geriau nei švelnūs (nes saulė paprastai būna žemai virš horizonto). Vasarą švelnūs pietiniai šlaitai gauna daugiau šilumos, o statūs mažiau nei horizontalus paviršius. Šiaurinės atodangos šlaitai mūsų pusrutulyje gauna mažiausiai radiacijos visais metų laikais.

Saulės spindulių kritimo kampo priklausomybė nuo geografinės platumos yra gana sudėtinga, nes esant esamam ekliptikos pasvirimo kampui, Saulės aukštis tam tikroje vietoje (taigi ir saulės spindulių kritimo kampas horizonto plokštumoje) keičiasi ne tik per dieną, bet ir per metus.

Didžiausias vidurdienio aukštis φ platumoje. Saulė lygiadienio dienomis pasiekia 90 ° - φ, vasaros saulėgrįžos dieną 90 ° - φ + 23 °, 5 ir žiemos saulėgrįžos dieną 90 ° - φ - 23 °, 5.

Vadinasi, didžiausias saulės kritimo kampas vidurdienį ties pusiauju per metus svyruoja nuo 90° iki 66°, 5, o ašigalyje – nuo ​​-23°, 5 iki + 23°, 5, ty praktiškai nuo 0° iki + 23 °, 5 (nes neigiamas kampas apibūdina saulės grimzdymo po horizontu dydį).

Žemės dujinis apvalkalas vaidina svarbų vaidmenį transformuojant saulės spinduliuotę. Oro, vandens garų ir dulkių dalelės išsklaido saulės šviesą; dėl to dienos metu yra šviesu ir nesant tiesioginių saulės spindulių. Be to, atmosfera sugeria tam tikrą spinduliuotės energijos kiekį, tai yra, paverčia ją šilumine energija. Galiausiai į atmosferą patenkanti saulės spinduliuotė iš dalies atsispindi atgal į erdvę. Debesys yra ypač stiprūs atšvaitai.

Dėl to Žemės paviršių pasiekia ne visa atmosferos ribą pasiekianti spinduliuotė, o tik dalis jos, be to, kokybiškai (pagal spektrinę sudėtį) pakito, nes bangos, trumpesnės nei 0,3 μ, energetiškai pasikeitė. sugeriamas deguonies ir ozono, nepasiekia Žemės paviršiaus.o matomos bangos pasiskirsto netolygiai.

Akivaizdu, kad jei nebūtų atmosferos, Žemės šiluminis režimas skirtųsi nuo iš tikrųjų stebimo. Atliekant daugybę skaičiavimų ir palyginimų, dažnai patogu pašalinti atmosferos įtaką radiacijai, turėti radiacijos koncepciją gryniausia forma. Šiuo tikslu apskaičiuojama vadinamoji saulės konstanta, tai yra šilumos kiekis per minutę. už 1 kv. cm juodo (visą spinduliuotę sugeriančio) paviršiaus statmenai saulės spinduliams, kuriuos Žemė gautų vidutiniu atstumu nuo Saulės ir nesant atmosferos. Saulės konstanta yra 1,9 cal.

Esant atmosferai ypač svarbus toks spinduliuotę įtakojantis veiksnys kaip saulės spindulio kelio atmosferoje ilgis. Kuo didesnio storio oras turi prasiskverbti pro saulės spindulį, tuo daugiau jis praras energijos sklaidos, atspindžio ir sugerties procesuose. Spindulio kelio ilgis tiesiogiai priklauso nuo Saulės aukščio virš horizonto, taigi ir nuo paros laiko bei metų laiko. Jei saulės spindulio kelio ilgis per atmosferą Saulės aukštyje 90 ° imamas kaip vienetas, tada kelio ilgis Saulės 40 ° aukštyje padvigubės, esant 90 ° aukštyje. 10 ° jis bus lygus 5,7 ir tt

Žemės paviršiaus šiluminiam režimui labai svarbi ir jo apšvietimo Saulės trukmė. Kadangi saulė šviečia tik dieną, čia lemiamas veiksnys bus dienos ilgumas, kuris kinta priklausomai nuo metų laikų.

Galiausiai reikia atsiminti, kad nors spinduliuotės intensyvumas matuojamas paviršiaus, kuris sugeria visą spinduliuotę, atžvilgiu, iš tikrųjų saulės energija, patenkanti į skirtingo pobūdžio kūnus, nėra sugeriama taip pat. Atsispindėjusios spinduliuotės ir krintančios spinduliuotės santykis vadinamas albedo. Jau seniai žinoma, kad juodo dirvožemio, šviesių uolienų, žolynų, rezervuarų veidrodžių ir kt. albedos labai skiriasi. Šviesus smėlis atspindi 30-35%, juodžemis (humusas) 26%, žalia žolė 26% radiacijos. Ką tik iškritusio švaraus ir sauso sniego albedas gali siekti 97%. Drėgnas dirvožemis radiaciją sugeria kitaip nei sausas: mėlynas sausas molis atspindi 23% radiacijos, tas pats šlapias molis 16%. Vadinasi, net esant tokiam pačiam radiacijos srautui, esant tokioms pačioms reljefo sąlygoms, skirtingi žemės paviršiaus taškai gaus skirtingą šilumos kiekį.

Iš periodinių veiksnių, lemiančių tam tikrą radiacijos svyravimų ritmą, ypač svarbi yra metų laikų kaita.

Jei radote klaidą, pasirinkite teksto dalį ir paspauskite Ctrl + Enter.

Susisiekus su

klasiokai

Saulės spinduliuotė suprantama kaip Saulės spinduliuotė, kuri matuojama pagal jos šiluminį efektą ir intensyvumą.

Saulės spinduliuotė, kuri tiesiogiai pasiekia Žemės paviršių, vadinama tiesioginė saulės spinduliuotė... Dalis saulės spinduliuotės yra išsklaidyta atmosferoje, po kurios ji jau pasiekia planetos paviršių, ši spinduliuotė vadinama išsklaidyta saulės spinduliuotė... Tiesioginė ir išsklaidyta spinduliuotė kartu sudaro visos saulės spinduliuotės.

Bendra saulės spinduliuotė nustatoma pagal šiluminį efektą paviršiaus vienetui per laiko vienetą. Išreiškiamas kalorijomis arba džauliais.

Bendrosios saulės spinduliuotės kiekis, krentantis į paviršių, priklauso nuo Saulės aukščio, paros trukmės, atmosferos savybių (jos skaidrumo, debesuotumo).

Kadangi Žemė yra sferinės formos, aukščiausia virš horizonto, Saulė pakyla ties pusiauju. Čia saulės spinduliai krinta statmenai paviršiui. Judant į ašigalius saulės spinduliai krenta jau vis didesniu polinkiu ir todėl viską atneša mažiau šilumos... Be to, kuo arčiau pusiaujo, tuo diena ilgesnė, todėl paviršius gauna daugiau šilumos.

Tačiau bendrai saulės spinduliuotei įtakos turi ne tik geografinė platuma.

Saulės spinduliuotė ir jos poveikis žmogaus organizmui ir klimatui

Ties pusiauju yra daug debesų ir drėgmė, kuri trukdo prasiskverbti saulės šviesai. Todėl bendra saulės spinduliuotė čia yra mažesnė nei žemyniniame atogrąžų klimate (pavyzdžiui, Sacharos teritorijoje).

Saulė yra šviesos ir šilumos šaltinis, kurio reikia visai gyvybei Žemėje. Tačiau be šviesos fotonų, jis skleidžia ir kietą jonizuojančiąją spinduliuotę, kurią sudaro helio branduoliai ir protonai. Kodėl taip atsitinka?

Saulės radiacijos priežastys

Saulės spinduliuotė susidaro dienos metu per chromosferos pliūpsnius – milžiniškus sprogimus, kurie įvyksta saulės atmosferoje. Dalis saulės medžiagos išmetama į erdvę, sudarydamos kosminius spindulius, daugiausia sudarytus iš protonų ir nedidelio kiekio helio branduolių. Šios įkrautos dalelės, praėjus 15-20 minučių po to, kai Saulės blyksnis tampa matomas, pasiekia žemės paviršių.

Oras nutraukia pirminę kosminę spinduliuotę, generuodamas kaskadinį branduolinį dušą, kuris nyksta mažėjant aukščiui. Tokiu atveju gimsta naujos dalelės – pionai, kurie suyra ir virsta miuonais. Jie prasiskverbia į žemesnius atmosferos sluoksnius ir nukrenta ant žemės, įsirausdami iki 1500 metrų. Būtent miuonai yra atsakingi už antrinės kosminės spinduliuotės ir natūralios spinduliuotės, kuri veikia žmones, susidarymą.

Saulės spinduliuotės spektras

Saulės spinduliuotės spektras apima trumpųjų ir ilgųjų bangų sritis:

• gama spinduliai;
• rentgeno spinduliuotė;
• UV spinduliuotė;
• matoma šviesa;
• infraraudonoji spinduliuotė.

Daugiau nei 95% Saulės spinduliuotės patenka į „optinį langą“ – matomą spektro dalį su gretimomis ultravioletinių ir infraraudonųjų bangų sritimis.

Kas yra saulės spinduliuotė? Radiacijos rūšys ir jos poveikis organizmui

Jai pereinant per atmosferos sluoksnius, saulės šviesos poveikis susilpnėja – visa jonizuojanti spinduliuotė, rentgeno spinduliai ir beveik 98% ultravioletinės spinduliuotės sulaikoma žemės atmosferoje. Matoma šviesa ir infraraudonoji spinduliuotė žemę pasiekia praktiškai be nuostolių, nors jas iš dalies sugeria ore esančios dujų molekulės ir dulkių dalelės.

Šiuo atžvilgiu saulės spinduliuotė nesukelia pastebimo radioaktyviosios spinduliuotės padidėjimo Žemės paviršiuje. Saulės indėlis kartu su kosminiais spinduliais formuojant bendrą metinę radiacijos dozę yra tik 0,3 mSv per metus. Bet tai yra vidutinė vertė, iš tikrųjų radiacijos lygis ant žemės skiriasi ir priklauso nuo Geografinė vieta reljefas.

Kur stipresnė saulės jonizuojanti spinduliuotė?

Didžiausia kosminių spindulių galia fiksuojama ties ašigaliais, o mažiausiai – ties pusiauju. Taip yra dėl to, kad Žemės magnetinis laukas nukreipia iš kosmoso į polius krentančias įkrautas daleles. Be to, radiacija didėja didėjant aukščiui – 10 kilometrų aukštyje virš jūros lygio jos rodiklis padidėja 20-25 kartus. Aukštumų gyventojus veikia aktyvi didesnės saulės spinduliuotės dozės įtaka, nes atmosfera kalnuose yra plonesnė ir lengviau iššaunama iš gama kvantų ir elementariųjų dalelių srautų, sklindančių iš saulės.

Svarbu. Radiacijos lygis iki 0,3 mSv / h neturi rimto poveikio, tačiau esant 1,2 μZ / h dozei, rekomenduojama palikti teritoriją, o nelaimės atveju išbūti jos teritorijoje ne ilgiau kaip šešis mėnesius. Jei rodmenys padvigubėja, buvimą šioje srityje turėtumėte apriboti iki trijų mėnesių.

Jei metinė kosminės spinduliuotės dozė virš jūros lygio yra 0,3 mSv per metus, tai didėjant aukščiui kas šimtą metrų, šis rodiklis padidėja 0,03 mSv per metus. Atlikę nedidelius skaičiavimus, galime daryti išvadą, kad savaitės atostogos kalnuose 2000 metrų aukštyje suteiks 1 mSv per metus apšvitos ir beveik pusę visos metinės normos (2,4 mSv per metus).

Pasirodo, kalnų gyventojai kasmet gauna kelis kartus didesnę nei norma radiacijos dozę, leukemija ir vėžiu turėtų sirgti dažniau nei lygumose gyvenantys žmonės. Tiesą sakant, taip nėra. Priešingai, kalnuotose vietovėse fiksuojamas mažesnis mirtingumas nuo šių ligų, dalis gyventojų – šimtamečiai. Tai patvirtina faktą, kad ilgo buvimo didelio radiacinio aktyvumo vietose nėra Neigiama įtaka ant žmogaus kūno.

Saulės blyksniai – didelis radiacijos pavojus

Saulės blyksniai kelia didelį pavojų žmonėms ir visai gyvybei Žemėje, nes saulės spinduliuotės srauto tankis gali tūkstantį kartų viršyti įprastą kosminės spinduliuotės lygį. Taigi iškilus sovietų mokslininkas A. L. Chiževskis saulės dėmių susidarymo laikotarpius susiejo su vidurių šiltinės (1883-1917) ir choleros (1823-1923) epidemijomis Rusijoje. Remdamasis 1930 m. sudarytais grafikais, jis numatė plačios choleros pandemijos atsiradimą 1960–1962 m., kuri prasidėjo 1961 m. Indonezijoje, o vėliau greitai išplito į kitas Azijos, Afrikos ir Europos šalis.

Šiandien gauta daug duomenų, rodančių ryšį tarp vienuolikos metų Saulės aktyvumo ciklų su ligų protrūkiais, taip pat su masinėmis migracijomis ir greito vabzdžių, žinduolių ir virusų dauginimosi sezonais. Hematologai nustatė, kad didžiausio saulės aktyvumo laikotarpiais padaugėja širdies priepuolių ir insultų. Tokia statistika siejama su tuo, kad šiuo metu žmonėms padidėja kraujo krešėjimas, o kadangi širdies ligomis sergančių pacientų kompensacinė veikla yra prislėgta, atsiranda jos darbo sutrikimų, iki širdies audinio nekrozės ir smegenų kraujavimų.

Dideli saulės protrūkiai pasitaiko ne itin dažnai – kartą per 4 metus. Šiuo metu dėmių skaičius ir dydis didėja, o saulės vainikinėje formuojasi galingi vainikiniai spinduliai, susidedantys iš protonų ir nedidelio kiekio alfa dalelių. Astrologai savo galingiausią srautą užfiksavo 1956 m., kai kosminės spinduliuotės tankis žemės paviršiuje padidėjo 4 kartus. Kita tokio saulės aktyvumo pasekmė buvo pašvaistė, užfiksuota Maskvoje ir Maskvos srityje 2000 m.

Kaip apsisaugoti?

Žinoma, padidėjusi foninė spinduliuotė kalnuose nėra priežastis atsisakyti kelionių į kalnus. Tačiau reikėtų pagalvoti apie saugos priemones ir į kelionę leistis su nešiojamu radiometru, kuris padės stebėti radiacijos lygį ir prireikus apriboti laiką, praleistą pavojingose ​​zonose. Teritorijoje, kurioje skaitiklio rodmenys rodo 7 μSv / h jonizuojančiosios spinduliuotės kiekį, neturėtumėte būti ilgiau nei vieną mėnesį.

Bendra saulės spinduliuotė ir radiacijos balansas

Bendra spinduliuotė yra tiesės linijos (horizontaliame paviršiuje) ir išsklaidytos spinduliuotės suma. Bendros spinduliuotės sudėtis, tai yra tiesioginės ir išsklaidytos spinduliuotės santykis, kinta priklausomai nuo saulės aukščio, skaidrumo, atmosferos ir debesuotumo.

Prieš saulėtekį visą spinduliuotę sudaro visa spinduliuotė, o esant mažam saulės aukščiui – daugiausia išsklaidytos spinduliuotės. Didėjant saulės aukščiui, išsklaidytos spinduliuotės dalis iš viso at be debesų dangus mažėja: esant h = 8 ° tai yra 50%, o esant h = 50 ° - tik 10-20%.

Kuo skaidresnė atmosfera, tuo mažesnė išsklaidytos spinduliuotės dalis.

3. Priklausomai nuo debesų formos, aukščio ir kiekio, išsklaidytos spinduliuotės dalis padidėja įvairaus laipsnio... Kai saulę užstoja tankūs debesys, visa spinduliuotė susideda tik iš išsklaidytos spinduliuotės. Esant tokiems debesims, išsklaidyta spinduliuotė tik iš dalies kompensuoja tiesės sumažėjimą, todėl debesų skaičiaus ir tankio padidėjimą vidutiniškai lydi bendros spinduliuotės sumažėjimas. Tačiau esant šviesiems ar ploniems debesims, kai saulė yra visiškai atvira arba ne visiškai uždengta debesų, bendra spinduliuotė dėl padidėjusios išsklaidytos spinduliuotės gali pasirodyti didesnė nei esant giedram dangui.

Suminės spinduliuotės dienos ir metinės kaitos svyravimus daugiausia lemia saulės aukščio kitimas: bendra spinduliuotė kinta beveik tiesiogiai proporcingai saulės aukščio pokyčiui.

Saulės spinduliuotė arba jonizuojanti saulės spinduliuotė

Tačiau debesuotumas ir oro skaidrumas tai labai apsunkina paprasta priklausomybė ir sutrikdo sklandžią bendros spinduliuotės eigą.

Bendra spinduliuotė taip pat labai priklauso nuo vietos platumos. Mažėjant platumai, jos paros kiekiai didėja ir kuo mažesnė vietos platuma, tuo tolygiau bendra spinduliuotė pasiskirsto per mėnesius, t.y., tuo mažesnė jos metinio ciklo amplitudė. Pavyzdžiui, Pavlovske (φ = 60 °) jo mėnesinės sumos yra nuo 12 iki 407 cal / cm 2, Vašingtone (φ = 38,9 °) - nuo 142 iki 486 cal / cm 2 ir Takubai (φ = 19) °) - nuo 307 iki 556 cal / cm2. Metinės bendros spinduliuotės sumos taip pat didėja mažėjant platumai. Tačiau kai kuriais mėnesiais bendra spinduliuotė poliariniuose regionuose gali būti didesnė nei žemesnėse platumose. Pavyzdžiui, Tikhaya įlankoje birželio mėnesį bendra radiacija yra 37% daugiau nei Pavlovske ir 5% daugiau nei Feodosijoje.

Nuolatiniai stebėjimai Antarktidoje per pastaruosius 7–8 metus rodo, kad mėnesio bendros radiacijos sumos šioje srityje šilčiausią mėnesį (gruodžio mėn.) yra maždaug 1,5 karto didesnės nei tose pačiose Arkties platumose ir yra lygios atitinkamoms sumoms Kryme ir Taškente. Netgi metinės suminės radiacijos sumos Antarktidoje yra didesnės nei, pavyzdžiui, Sankt Peterburge. Toks didelis saulės spinduliuotės atėjimas į Antarktidą paaiškinamas oro sausumu, didelis aukštis Antarkties stotys virš jūros lygio ir didelis sniego paviršiaus atspindžio koeficientas (70-90%), o tai padidina išsklaidytą spinduliuotę

Skirtumas tarp visų į aktyvųjį paviršių patenkančių ir iš jo išeinančių spinduliavimo energijos srautų vadinamas aktyviojo paviršiaus spinduliavimo balansu. Kitaip tariant, aktyvaus paviršiaus spinduliuotės balansas yra skirtumas tarp radiacijos patekimo ir suvartojimo ant šio paviršiaus. Jei paviršius yra horizontalus, tada į gaunamą balanso dalį įeina tiesioginė spinduliuotė, patenkanti į horizontalų paviršių, išsklaidyta spinduliuotė ir atmosferos priešinga spinduliuotė. Spinduliuotės suvartojimas susideda iš aktyviojo paviršiaus atspindėtos trumposios, ilgosios bangos spinduliuotės ir nuo jo atsispindėjusios priešingos atmosferos spinduliuotės dalies.

Spinduliuotės balansas parodo faktinį spinduliuotės energijos patekimą arba suvartojimą ant aktyvaus paviršiaus, kuris lemia, ar jis bus šildomas ar vėsinamas. Jei spinduliuotės energijos atėjimas yra didesnis nei jos suvartojimas, tada spinduliuotės balansas yra teigiamas ir paviršius įkaista. Jei pajamos yra mažesnės už srautą, tada radiacijos balansas yra neigiamas ir paviršius atšaldomas. Radiacijos balansas kaip visuma, taip pat atskiri ją sudarantys elementai priklauso nuo daugelio veiksnių. Ypač didelę įtaką tam turi saulės aukštis, saulės spinduliavimo trukmė, aktyvaus paviršiaus pobūdis ir būklė, atmosferos drumstumas, vandens garų kiekis joje, debesuotumas ir kt.

Momentinis (minučių) balansas per dieną dažniausiai būna teigiamas, ypač vasarą. Likus maždaug 1 valandai iki saulėlydžio (neįskaitant žiemos laiko), spinduliuotės energijos suvartojimas pradeda viršyti jos atėjimą, o radiacijos balansas tampa neigiamas. Praėjus maždaug 1 valandai po saulėtekio, jis vėl tampa teigiamas. Pusiausvyros svyravimai paros metu giedru dangumi yra maždaug lygiagrečiai tiesioginės spinduliuotės eigai. Nakties metu radiacijos balansas dažniausiai kinta nedaug, tačiau esant nepastoviam debesuotumui, gali smarkiai pakisti

Metinės radiacijos balanso sumos yra teigiamos visame žemės ir vandenynų paviršiuje, išskyrus sritis, kuriose yra nuolatinė sniego ar ledo danga, pavyzdžiui, Centrinėje Grenlandijoje ir Antarktidoje. Į šiaurę nuo 40 ° šiaurės platumos ir į pietus nuo 40 ° pietų platumos žiemos mėnesio radiacijos balanso sumos yra neigiamos, o laikotarpis su neigiamu balansu didėja link ašigalių. Taigi Arktyje šios sumos yra teigiamos tik vasaros mėnesiais, 60 ° platumos - septynis mėnesius, o 50 ° platumos - devynis mėnesius. Metiniai radiacijos balanso kiekiai keičiasi pereinant iš sausumos į jūrą.

Žemės ir atmosferos sistemos radiacijos balansas yra spinduliavimo energijos balansas vertikalioje atmosferos stulpelyje, kurio skerspjūvis yra 1 cm 2, besitęsiančiame nuo aktyvaus paviršiaus iki viršutinės atmosferos ribos. Jo įeinančią dalį sudaro saulės spinduliuotė, kurią sugeria aktyvusis paviršius ir atmosfera, o išeinančiąją sudaro ta žemės paviršiaus ir atmosferos ilgųjų bangų spinduliuotės dalis, kuri patenka į pasaulio erdvę. Žemės ir atmosferos sistemos radiacijos balansas yra teigiamas juostoje nuo 30 ° pietų platumos iki 30 ° šiaurės platumos, o aukštesnėse platumose jis yra neigiamas

Radiacijos balanso tyrimas yra labai svarbus praktikoje, nes šis balansas yra vienas iš pagrindinių klimatą formuojančių veiksnių. Nuo jo vertės priklauso ne tik grunto ar rezervuaro terminis režimas, bet ir šalia jų esantys atmosferos sluoksniai. Radiacijos balanso išmanymas turi didelę reikšmę skaičiuojant garavimą, tiriant oro masių susidarymą ir virsmą, svarstant radiacijos poveikį žmogui ir augalijai.

1 puslapis iš 4

ŠILUMOS IR ŠVIESOS PASKIRSTYMAS ŽEMĖJE

Saulė yra žvaigždė Saulės sistema, kuris yra milžiniško šilumos kiekio ir akinančios šviesos šaltinis Žemei. Nepaisant to, kad Saulė nuo mūsų yra gerokai nutolusi ir mus pasiekia tik nedidelė jos spinduliuotės dalis, gyvybės Žemėje vystymuisi to visiškai pakanka. Mūsų planeta sukasi aplink Saulę orbita.

Saulės radiacija

Jei per metus stebite Žemę iš erdvėlaivio, pamatysite, kad Saulė visada apšviečia tik pusę Žemės, todėl bus diena, o priešingoje pusėje šiuo metu bus naktis. Žemės paviršius šilumos gauna tik dieną.

Mūsų Žemė įkaista netolygiai.

Netolygus Žemės įkaitimas paaiškinamas jos sferine forma, todėl saulės spindulių kritimo kampas skirtinguose regionuose yra skirtingas, o tai reiškia, kad skirtingos Žemės dalys gauna skirtingą šilumos kiekį. Ties pusiauju saulės spinduliai krenta vertikaliai ir jie labai įkaitina Žemę. Kuo toliau nuo pusiaujo, tuo mažesnis spindulio kritimo kampas, todėl šios teritorijos gauna mažiau šilumos. Ta pati saulės spinduliuotės galia šildo daug mažesnį plotą prie pusiaujo, nes jis krenta vertikaliai. Be to, spinduliai, krentantys mažesniu kampu nei ties pusiauju – prasiskverbę į atmosferą, joje praeina ilgesnį kelią, ko pasekoje dalis saulės spindulių yra išsibarstę troposferoje ir nepasiekia žemės paviršiaus. Visa tai rodo, kad nutolus nuo pusiaujo į šiaurę ar pietus, oro temperatūra mažėja, mažėjant saulės spindulio kritimo kampui.

23 4 Kitas> Pabaiga >>