Что такое солнечная радиация каков ее спектральный состав

Спектральный состав солнечной радиации

ТЕМА: СОЛНЕЧНАЯ РАДИАЦИЯ

1. Солнечная радиация. Виды радиационных потоков.

2. Спектральный состав солнечной радиации.

3. Изменение солнечных лучей в атмосфере.

4. Радиационный баланс и его составляющие.

5. Приход солнечной радиации на различные формы рельефа и посевы.

1. Солнечная радиация

(от Солнца до Земли ≈ 150 млн. км.)

Виды радиационных потоков:

Рассеянная солнечная радиация – это солнечная радиация, которая при прохождении через земную атмосферу, рассеивается молекулами атмосферных газов аэрозолей.

(Аэрозоль – мельчайшие твердые и жидкие частицы, взвешенные в атмосфере).

Отраженная солнечная радиация – это та часть солнечной радиации, которая отражается от земной поверхности. (R_к)

(Земля, как и любое тело, имеющее температуру выше абсолютного нуля, то есть –273 0 С, излучает тепло)

Тепло, которое излучает атмосфера в сторону Земли, называется встречное излучение атмосферы (Е_з).

Разность между тепловым излучением Земли и встречным излучением атмосферы, называется эффективное излучение ( Е_эф)

2. Спектральный состав солнечной радиации

УФ – лучиВидимая часть спектраИК – лучи

(λ ‹ 0,4 мкм) (λ от 0,4 до 0,76 мкм) (λ › 0,76 мкм)

1. УФ – лучи практически не достигают земной поверхности, поглощаясь озоновым слоем. Негативно влияют на рост растений.

2. ИК – лучи по биологическому действию подразделяют на две группы:

а) ближнее ИК – излучение (λ до 4мкм ). Эти лучи невидимы и дают тепло. Они активно поглощаются водой, содержащейся в растениях, и ускоряют их рост и развитие.

б) дальнее ИК – излучение (λ более 4 мкм). Также невидимы, дают тепло, но не оказывают существенного влияния на растения.

3. Видимая часть спектра состоит из цветных лучей, в совокупности дающих белый цвет.

В диапазоне от 0,38 до 0,71 мкм находится ФАР – это часть солнечной радиации, которая поглощается растениями и используется в процессе фотосинтеза.

Известно, что наиболее интенсивно растения поглощают сине-фиолетовые и красно-оранжевые лучи, меньше – желто-зеленые.

3. Изменение солнечных лучей в атмосфере

При прохождении через атмосферу УФ – лучи практически полностью поглощаются ее верхними слоями. Инфракрасные и видимые лучи частично поглощаются водяным паром и СО₂. Поэтому, чем большее количество водяного пара содержится в атмосфере, тем меньше количество солнечной радиации достигает земной поверхности. В среднем в атмосфере поглощается ≈15% солнечной энергии. Кроме того, ≈ 255 солнечной радиации рассеивается облаками, молекулами атмосферных газов и аэрозолями.

Интенсивность рассеяния солнечных лучей в атмосфере зависит от следующих факторов:

1). Высоты Солнца над горизонтом (Чем меньше высота Солнца, тем больший путь луча через атмосферу и тем сильнее поглощаются и рассеиваются солнечные лучи).

2). Концентрации в атмосфере рассеивающих частиц (чем больше концентрация, тем рассеивание интенсивнее).

3). Длины волны солнечных лучей (чем меньше длина волны, тем сильнее рассеиваются такие лучи).

(где С – коэффициент, зависящий

от числа рассеивающих частиц

а). Наименьшая длина волны у фиолетовых лучей, чуть больше у голубых и синих.

Но так как именно последние имеют максимальную в спектре квантовую энергию, то и в рассеянном свете наибольшая энергия смещается на сине-голубые лучи, что и обуславливает голубой цвет неба.

б). Чем ниже Солнце, тем больше путь лучей и тем сильнее они рассеиваются. А так как наиболее интенсивно рассеиваются коротковолновые лучи, то достигают Земли лучи с наибольшей длиной волны, то есть красные. Поэтому заходящее Солнце –красное.

в). Капли тумана и облаков одинаково рассеивают лучи с любой длиной волны (нейтральное рассеяние), поэтому они кажутся белыми.

4. Радиационный баланс и его составляющие

Радиационный баланс – разность между приходящими земной поверхности и уходящими от нее потоками лучистой энергии.

Если приход больше расхода, то радиационный баланс положительный и земная поверхность нагревается, а если наоборот – охлаждается.

Радиационный баланс становится положительным через 1 час после восхода Солнца, отрицательным за 1 – 2 часа до захода

Д – рассеянная солнечная радиация

R _к – отраженная коротковолновая солнечная радиация

Е_эф – эффективное излучение

1. Прямая солнечная радиация, поступающая на горизонтальную поверхность и рассеянная солнечная радиация вместе составляют суммарную солнечную радиацию.

Соотношение прямой и рассеянной солнечной радиации в составе суммарной зависит:

А). От высоты Солнца над горизонтом (чем выше Солнце, тем больше доля прямой солнечной радиации и меньше рассеянной)

Б). От облачности и загрязненности атмосферы (чем прозрачнее атмосфера, тем больше доля прямой солнечной радиации. Облака, даже не закрывающие Солнце, значительно увеличивают приход рассеянной солнечной радиации).

В). От высоты местности над уровнем моря (чем выше пункт над уровнем моря, тем быстрее приход прямой солнечной радиации и меньше рассеянной).

Кроме того, зимой вследствие отражения солнечной радиации от снега и вторичного ее рассеяния в атмосфере, доля рассеянной солнечной радиации в составе суммарной, заметно увеличивается.

Мощность потока прямой солнечной радиации выше, чем рассеянной. Поэтому прямая солнечная радиация приносит намного больше света и тепла.

2. Величина отраженной солнечной радиации в значительной степени зависит от альбедо земной поверхности.

Альбедо – отражательная способность любой поверхности.

Чем больше альбедо поверхности, тем интенсивнее отражаются от нее солнечные лучи и, следовательно, тем меньше нагревается эта поверхность.

Максимальное альбедо в природе у свежего снега: 80 – 95%, минимальное у темных почв (5 –15%).

Альбедо зависит цвета поверхности (у темных меньше, чем у светлых); от шероховатости поверхности (у гладких выше, чем у шероховатых). Кроме того, альбедо зависит от высоты Солнца над горизонтом: у любой поверхности максимальное альбедо утром и вечером, минимальное в полдень (так как в это время меньше рассеянной солнечной радиации, а именно она лучше отражается).

Величина Е_эф зависит от соотношения теплового излучения Земли (Е_з) и встречного излучения атмосферы (Е_а). При повышении температуры земной поверхности, увеличивается излучение земли, следовательно, эффективное излучение так же возрастает. При этом земная поверхность интенсивно теряет тепло. Встречное излучение атмосферы, наоборот, является источником тепла в дополнении к солнечной радиации.

Так, подсчитано, что если бы атмосфера, не возвращала тепло обратно на Землю, то средняя температура земной поверхности была бы не +15 0 С, а –23 0 С. Такое влияние атмосферы на тепловой режим Земли называют парниковым эффектом.

Величина излучения атмосферы прямо пропорциональна содержанию СО₂ и водяного пара в атмосфере, а также количеству облаков.

(Вот почему, в пасмурные ночи заморозки на почве гораздо реже, чем в ясные).

Зависимость радиационного баланса земной поверхности

Радиационный баланс и связанный с ним тепловой режим планеты в холодное время года (то есть зимой, ранней весной и поздней осенью) определяется, главным образом, эффективным излучением. А так как эффективное излучение тем ниже, чем больше и плотнее облачность, то в пасмурную, облачную погоду температура воздуха и почвы будет всегда выше, чем в ясную, безоблачную погоду.

Количество солнечной радиации, поступающей на земную поверхность в течении года, равно количеству солнечной радиации, уходящей от планеты за год.

Поэтому, в целом за год радиационный баланс Земли равен нулю.

5. Приход солнечной радиации на различные формы рельефа и посевы

Приход прямой солнечной радиации на горизонтальную поверхность:

S – прямая солнечная радиация на поверхность,

перпендикулярную солнечным лучам.

Пример: если S = 100 Вт/м 2 h_○ = 30 0

Sin 30 0 = 0,5 и S´ =100/2 = 50 Вт/м 2

Поступление солнечной радиации на различные формы рельефа зависит, главным образом, от экспозиции склонов. Склоны южной экспозиции получают максимальное количество тепла и света, северные – минимальное. Восточные и западные – меньше, чем южные, но больше, чем северные.

Основной фактор, определяющий поглощение ФАР посевами –это отношение площади листовой поверхности к площади поля (L).

40 000 м 2 листовой поверхности

При дальнейшем возрастании L, поглощение ФАР посевами не увеличивается.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Солнечная радиация

Солнечной радиацией называется поток лучистой энергии солнца, идущей к поверхности земного шара. Лучистая энергия солнца является первичным источником других видов энергии. Поглощаясь поверхностью земли и водой, она превращается в тепловую энергию, а в зеленых растениях — в химическую энергию органических соединений. Солнечная радиация — важнейший фактор климата и основная причина изменений погоды, так как различные явления, совершающиеся в атмосфере, связаны с тепловой энергией, получаемой от солнца.

Солнечная радиация, или лучистая энергия, по своей природе представляет собой поток электромагнитных колебаний, распространяющихся прямолинейно со скоростью 300000 км/сек с длиной волны от 280 нм до 30000 нм. Лучистая энергия испускается в виде отдельных частиц, называемых квантами, или фотонами. Для измерения длины световых волн пользуются нанометрами (нм), или микронами, миллимикронами (0,001 микрона) и анстремами (0,1 миллимикрона). Различают инфракрасные невидимые тепловые лучи с длиной волны от 760 до 2300 нм; световые видимые лучи (красные, оранжевые, желтые, зеленые, голубые, синие и фиолетовые) с длиной волны от 400 (фиолетовые) до 759 нм (красные); ультрафиолетовые, или химические невидимые, лучи с длиной волны от 280 до 390 нм. Лучи с длиной волны меньше 280 миллимикрон до поверхности земли не доходят, вследствие поглощения их озоном в высоких слоях атмосферы.

На грани атмосферы спектральный состав солнечных лучей в процентах такой: инфракрасные лучи 43%, световые 52 и ультрафиолетовые 5%. У земной поверхности при высоте стояния солнца 40° солнечная радиация имеет (по Н. П. Калитину) следующий состав: инфракрасные лучи 59%, световые 40 и ультрафиолетовые 1% всей энергии. Напряжение солнечной радиации увеличивается с высотой над уровнем моря, а также тогда, когда солнечные лучи падают вертикально, так как лучам приходится проходить меньшую толщу атмосферы. В других случаях поверхность будет получать солнечных лучей тем меньше, чем ниже солнце, или в зависимости от угла падения лучей. Напряжение солнечной радиации понижается вследствие облачности, загрязнения атмосферного воздуха пылью, дымом и пр.

Причем в первую очередь происходит потеря (поглощение) коротковолновых лучей, а затем тепловых и световых. Лучистая энергия солнца — источник жизни на земле растительных и животных организмов и важнейший фактор окружающей воздушной среды. Она оказывает разнообразное влияние на организм, которое при оптимальном дозировании бывает весьма положительным, а при чрезмерном (передозировке) может быть отрицательным. Все лучи обладают как тепловым, так и химическим действием. Причем у лучей с большой длиной волн на первый план выступает тепловое действие, а с меньшей длиной — химическое.

Биологическое действие лучей на организм животного зависит от длины волны и их амплитуды: чем короче волны, тем чаще их колебания, тем больше энергия квант и тем сильнее реакция организма на такое облучение. Коротковолновые, ультрафиолетовые лучи при воздействии на ткани вызывают в них явления фотоэлектрического эффекта с появлением в атомах отщепленных электронов и положительных ионов. Глубина проникновения разных лучей в тело неодинакова: инфракрасные и красные лучи проникают на несколько сантиметров, видимые (световые) — на несколько миллиметров, а ультрафиолетовые — только на 0,7—0,9 мм; лучи короче 300 миллимикрон проникают в ткани животных на глубину до 2 миллимикрон. При такой незначительной глубине проникновения лучей последние оказывают многообразное и значительное влияние на весь организм.

Солнечная радиация — весьма биологически активный и постоянно действующий фактор, имеющий огромное значение в формировании целого ряда функций организма. Так, например, через посредство глаза видимые световые лучи оказывают влияние на весь организм животных, вызывая безусловные и условно-рефлекторные реакции. Инфракрасные тепловые лучи оказывают свое влияние на организм как непосредственно, так и через окружающие животных предметы. Тело животных непрерывно поглощает и само излучает инфракрасные лучи (радиационный обмен), и этот процесс может значительно изменяться в зависимости от температуры кожи животных и окружающих предметов. Ультрафиолетовые химические лучи, кванты которых имеют значительно большую энергию, чем кванты видимых и инфракрасных лучей, отличаются наибольшей биологической активностью, действуют на организм животных гуморальным и нервнорефлекторным путями. Уф-лучи прежде всего действуют на экстерорецепторы кожи, а затем рефлекторно влияют на внутренние органы, в частности на эндокринные железы.

Продолжительное воздействие оптимальных доз лучистой энергии приводит к адаптации кожи, к меньшей реактивности ее. Под влиянием солнечных лучей усиливаются рост волос, функция потовых и сальных желез, утолщается роговой слой и уплотняется эпидермис, что ведет к повышению сопротивляемости кожи организма. В коже происходит образование биологически активных веществ (гистамина и гистамино-подобных веществ), которые поступают в кровь. Эти же лучи ускоряют регенерацию клеток при заживлении ран и язв на коже. Под действием лучистой энергии, особенно ультрафиолетовых лучей, в базальном слое кожи образуется пигмент меланин, понижающий чувствительность кожи к ультрафиолетовым лучам. Пигмент (загар) представляет собой как бы биологический экран, способствующий отражению и рассеиванию лучей.

Положительное действие солнечных лучей сказывается на крови. Систематическое умеренное воздействие их значительно усиливает кроветворение с одновременным увеличением в периферической крови количества эритроцитов и содержания гемоглобина. У животных после кровопотерь или переболевших тяжелыми болезнями, особенно инфекционными, умеренные облучения солнечными лучами стимулируют регенерацию крови и повышают ее свертываемость. От умеренного воздействия солнечных лучей у животных увеличивается газообмен. Возрастает глубина и уменьшается частота дыхания, увеличивается количество вводимого кислорода, больше выделяется углекислоты и водяных паров, в связи с чем улучшается кислородное питание тканей и повышаются окислительные процессы.

Увеличение белкового обмена выражается повышенным отложением азота в тканях, в результате чего прирост у молодых животных идет быстрее. Чрезмерное солнечное облучение может вызвать отрицательный белковый баланс, особенно у животных, страдающих острыми инфекционными болезнями, а также другими заболеваниями, сопровождающимися повышенной температурой тела. Облучение ведет к повышенному отложению сахара в печени и мышцах в виде гликогена. В крови резко снижается количество недоокисленных продуктов (ацетоновых тел, молочной кислоты и др.), повышается образование ацетилхолина и нормализуется обмен веществ, что имеет особо важное значение для высокопродуктивных животных.

У истощенных животных замедляется интенсивность жирового обмена и повышается отложение жира. Интенсивное освещение у ожиревших животных, наоборот, повышает жировой обмен и вызывает усиленное сгорание жира. Поэтому — полусальный и сальный откорм животных целесообразно проводить в условиях меньшего солнечного облучения.

Под влиянием ультрафиолетовых лучей солнечной радиации находящиеся в кормовых растениях эргостерин и в коже животных дегидрохолестерин превращаются в активные витамины D₂ и D₃, которые усиливают фосфорно-кальциевый обмен; отрицательный баланс кальция и фосфора переходит в положительный, что способствует отложению этих солей в костях. Солнечный свет и искусственное облучение ультрафиолетовыми лучами — один из действенных современных методов профилактики и лечения рахита и других заболеваний животных, связанных с нарушением обмена кальция и фосфора.

Солнечная радиация, особенно световые и ультрафиолетовые лучи, является основным фактором, вызывающим у животных сезонную половую периодичность, так как свет стимулирует гонадотропную функцию гипофиза и других органов. Весной, в период увеличения напряженности солнечной радиации и световой экспозиции, секреция половых желез, как правило, у большинства видов животных усиливается. Увеличение половой активности у верблюдов, овец и коз наблюдается с укорочением продолжительности светового дня. Если овец в апреле-июне содержать в затемненных помещениях, то течка у них наступит не осенью (как обычно), а в мае. Недостаток света у растущих животных (в период роста и полового созревания), по данным К. В. Свечина, приводит к глубоким, часто необратимым качественным изменениям в половых железах, а у взрослых животных снижает половую активность и оплодотворяемость или вызывает временное бесплодие.

Видимый свет или степень освещенности оказывает значительное влияние на развитие яйцеклеток, течку, продолжительность случного сезона и беременности. В северном полушарии случной сезон бывает обычно коротким, а в южном наиболее продолжительным. Под влиянием искусственного освещения животных сокращается у них продолжительность беременности от нескольких дней до двух недель. Влияние видимых световых лучей на половые железы может быть широко использовано в практике. Опытами, проведенными в лаборатории зоогигиены ВИЭВ, доказано, что освещенность помещений по геометрическому коэффициенту 1 : 10 (по КЕО, 1,2—2%) по сравнению с освещенностью 1 : 15—1 : 20 и ниже (по КЕО, 0,2—0,5%) положительно отражается на клинико-физиологическом состоянии супоросных свиноматок и поросят до 4-месячного возраста, обеспечивает получение крепкого и жизнеспособного потомства. Повышаются привесы поросят на 6% и сохранность их на 10—23,9%.

Солнечные лучи, особенно ультрафиолетовые, фиолетовые и синие, убивают или ослабляют жизнеспособность многих патогенных микроорганизмов, задерживают их размножение. Таким образом, солнечная радиация является мощным естественным дезинфектором внешней среды. Под воздействием солнечных лучей повышается общий тонус организма и сопротивляемость его к инфекционным заболеваниям, а также возрастают специфические иммунные реакции (П. Д. Комаров, А. П. Онегов и др.). Доказано, что умеренное облучение животных при вакцинации способствует повышению титра и других иммунных тел, росту фагоцитарного показателя, и, наоборот, интенсивное облучение понижает иммунные свойства крови.

Из всего сказанного следует, что недостаток солнечной радиации необходимо рассматривать как весьма неблагоприятное внешнее условие для животных, при котором они лишаются важнейшего активатора физиологических процессов. Учитывая это, животных нужно размещать в достаточно светлых помещениях, регулярно предоставлять им моцион, а летом содержать на пастбище.

Нормирование естественного освещения в помещениях производится по геометрическому или светотехническому методам. В практике строительства животноводческих и птицеводческих помещений в основном применяют геометрический метод, по которому нормы естественного освещения определяют отношением площади окон (стекла без рам) к площади пола. Однако, несмотря на простоту геометрического метода, нормы освещенности при помощи его устанавливаются не точно, так как в данном случае не принимают во внимание свето-климатические особенности разных географических зон. Для более точного определения освещенности в помещениях пользуются светотехническим методом, или определением коэффициента естественной освещенности (КЕО). Коэффициентом естественной освещенности называется отношение освещенности помещения (измеряемой точки) к наружной освещенности в горизонтальной плоскости. КЕО выводится по формуле:

Где К — коэффициент естественного освещения; Е — освещенность в помещении (в люксах); Е_н — освещенность вне помещения (в люксах).

Солнечный ожог у животных чаще наблюдают на участках тела с нежной, мало покрытой волосами, непигментированной кожей в результате воздействия тепловых (солнечная эритема) и ультрафиолетовых лучей (фотохимическое воспаление кожи). У лошадей солнечные ожоги отмечают на непигментированных местах кожи головы, губ, ноздрей, шеи, паха и конечностей, а у крупного рогатого скота на коже сосков вымени и промежности. В южных районах возможны солнечные ожоги у свиней белой масти.

Сильный солнечный свет может вызвать раздражение сетчатки, роговой и сосудистых оболочек глаза и повреждение хрусталика. При продолжительной и интенсивной радиации возникают кератиты, помутнение хрусталика и нарушение аккомодации зрения. Нарушение аккомодации чаще наблюдают у лошадей, если их содержат в конюшнях с низкими окнами, обращенными на южную сторону, против которых привязывают лошадей.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

СПЕКТРАЛЬНЫЙ СОСТАВ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ

Солнечная радиация.

Лучистая энергия Солнца — практически единственный источ­ник тепла для поверхности Земли и ее атмосферы. Радиация, поступающая от звезд и Луны, в 30-10 6 раз меньше, чем солнечная радиация. Поток тепла из глубин Земли к поверхности в 5000 раз меньше тепла, получаемого от Солнца.

Часть солнечной радиации представляет собой видимый свет. Тем самым Солнце является для Земли источником не только тепла, но и света, важного для жизни на нашей планете.

Лучистая энергия Солнца превращается в тепло частично в самой атмосфере, но главным образом на земной поверхности, где она идет на нагревание верхних слоев почвы и воды, а от них и воздуха. Нагретая земная поверхность и нагретая атмосфера в свою очередь излучают невидимую инфракрасную радиацию. Отдавая радиацию в мировое пространство, земная поверхность и атмосфера охлаждаются.

СПЕКТРАЛЬНЫЙ СОСТАВ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ

В спектре солнечной радиации на интервал длин волн между 0,1 и 4 мкм приходится 99% всей энергии солнечного излучения. Всего 1% остается на радиацию с меньшими и большими длинами волн, вплоть до рентгеновских лучей и радиоволн.

Видимый свет занимает узкий интервал длин волн, всего от 0,40 до 0,76 мкм. Однако в этом интервале заключается 47% всей солнечной лучистой энергии, т.е. почти половина. На инфракрас­ное излучение приходится 44%, а на ультрафиолетовое — 9% всей лучистой энергии.

Распределение энергии в спектре солнечной радиа­ции до поступления ее в ат­мосферу в настоящее время известно достаточно хоро­шо благодаря измерениям со спутников и ракет. Максимум лучистой энергии в солнечном спект­ре, как и в спектре абсо­лютно черного тела, при­ходится на волны с длинами около 0,475 мкм, т. е. на зелено-голубыелучи види­мой части спектра.

Солнечное лучеиспускание характеризуется величиной солнечной постоянной.

Солнечная постоянная — это то количество тепла солнечной радиа­ции, которое падает на площадь в 1 квадратный сантиметр в 1 минуту на границе земной атмосферы при среднем расстоянии Земли от Солнца, причем эта площадь расположена перпендикулярно к направлению солнечных лучей.

Насколько же постоянна эта вели­чина?

Установлено, что появление пятен на Солнце указывает на увеличение его деятельности. В этом случае естественно ожидать также изменения солнечной постоянной. И вот было найдено, что с увеличением числа солнечных пятен величина солнечной постоянной сначала довольно быстро растет, затем рост уменьшается, достигает максимума при числе пятен 60—100, и в дальнейшем с воз­растанием числа пятен солнечная постоянная уже не увеличивается, а уменьшается.

Объясняется это следующим образом. Увеличение числа солнечных пятен в общем указывает на увеличение деятельности Солнца; таким образом, вполне естественно, что одновременно увеличивается интенсив­ность солнечного излучения.

Однако установлено, что излучательная способность пятен значи­тельно меньше излучения фотосферы — излучающей поверхности Солн­ца, особенно для больших пятен, яркость которых в среднем на 20 про­центов ниже нормальной.

Таким образом, само по себе увеличение площади солнечных пятен не может способствовать увеличению солнечного излучения. Но, по-видимому, рост числа солнечных пятен сопровождается увеличением выноса раскаленных масс из более глубоких слоев на поверхность. Эти массы обладают более высокой температурой, чем и объясняется повышение излучательной способности Солнца.

Таким образом, становится понятным, почему при дальнейшем увеличении числа пятен солнечная постоянная начинает умень­шаться.

Увеличение солнечной постоянной сопровождается небольшим повышением температуры для всей Земли, усилением интенсивности общей циркуляции атмосферы, что ведет к увеличению облачности и осадков, также понижением летней температуры в высоких широтах. Таким образом, мы можем считать, что радиация, излучаемая Солн­цем, практически остается постоянной.

От каких же причин она меняется, когда доходит до земной поверх­ности?

Таких причин несколько.

Перигелием называется наименее удаленная от Солнца точка земной о: ты, афелием — наиболее удаленная.

Благодаря этому каждый квадратный сантиметр поверхности, по­ставленной перпендикулярно к солнечным лучам, в январе будет полу­чать солнечной радиации на 7 процентов больше, чем в июле.

2. В зависимости от высоты Солнца над горизонтом длина пути солнечного луча в атмосфере меняется очень значительно. Чем ниже Солнце над горизонтом, тем меньше солнечной радиации должно доходить до земной поверхности. Зная рассеивающие и поглощающие свойства так называемой идеальной атмосферы, то есть абсолютно чистой и сухой, можно рассчитать, какова была бы в этом случае радиация у земной поверхности, и сравнить с ней радиацию, наблюдаемую в естественных условиях.

Такое сопоставление сделано в табл. 1, в которой приведены вели­чины для высот Солнца от 5 до 60 градусов.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И НАБЛЮДАЕМЫЕ ВЕЛИЧИНЫ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ

1. Если бы не было атмосферы, то при любой высоте солнца наблюдали одну и ту же величину.

2. Интенсивность солнечной радиации зависит от угла падения солн.лучей.

3. Ослабление солнечной радиации вызывают также водяной пар и пыль.

Рис. Спектральный состав солнеч­ной радиации при различных высо тах Солнца над горизонтом: 1 — инфракрасная, 2 — видимая, 3 — ультрафиолетовая

Рис. 6. Зависимость напряжения солнечной радиации от угла падения

С уменьшением угла падения солнечных лучей уменьшается количество энергии на единицу площади. Нагрев происходит меньше при сравнении с 90 гр.: при 30 гр. – в 2 раза, при 10 гр. – в 6 раз, при 5 гр. – в 12 раз.

На полюсе высота Солнца сравнительно небольшая: в день летнего солнцестояния составляет 23 гр.30 минут. Но день длиться 24 часа. На экваторе день продолжается 12 часов, высота солнца изменяется от 0 до 90 гр. В результате, в эти сутки и ближайшие полюс получает больше тепла чем экватор. На полюсе большая часть энергии отражается от снега и не учавствует в нагреве, тогда как на экваторе большая часть поглощается почвой растительностью.

Источник