Saulės spinduliuotė - saulės spinduliuotė - yra pagrindinis šilumos energijos šaltinis, gaunamas iš žemės paviršiaus ir atmosferos. Žemė gauna iš Saulės 1.36-10 24 išmatosšilumos per metus. Šis kiekis būtų pakankamas 35 storio ledo sluoksnio lydymui. žr visiškai uždengia žemę 0 ° kampu.
Saulės šiluminės spinduliuotės energijos srautas, pasiekiantis žemės atmosferą, yra pastovesnis. Jo intensyvumas yra 1,98 cal / cm 2 minvadinamas saulės konstanta.Kaip buvo nustatyta anksčiau, saulės spinduliuotės kiekis, kurį gauna paviršius, priklauso nuo spindulių dažnio kampo. Kadangi per metus ir dieną pasikeičia Saulės aukštis, pasikeičia saulės spindulių įžeminimo kampas žemės paviršiuje ir dėl to susidariusios saulės šilumos kiekis.
Skambinama į žemės paviršių tiesiai iš Saulės tiesiai.Saulės spinduliuotė iš dalies absorbuojama per atmosferą, virsta šilumine energija. Susitikimas su atmosferoje suspenduotomis dujų molekulėmis ir dalelėmis, saulės spinduliai nukrypsta nuo tiesios krypties ir sklaidos. Ši spinduliuotė vadinama išsibarsčiusios.Jis sukelia išsklaidytą dienos šviesą.
Absorbuotos ir išsklaidytos spinduliuotės kiekis priklauso nuo atmosferos storio, per kurį praeina saulės spinduliai, ir nuo jo skaidrumo. Atmosferos skaidrumas kinta ir priklauso nuo vandens garų ir suspenduotų dalelių kiekio ore.
Visi saulės spinduliai, patekę į žemės paviršių, yra tiesioginiai ir išsklaidyti iš visospinduliuotės. Jo intensyvumas išreiškiamas formule
kur I - tiesioginės spinduliuotės intensyvumas, \\ t i - difuzinės spinduliuotės intensyvumas, \\ t h - saulės aukštis.
Tiesioginės ir difuzinės spinduliuotės santykis skiriasi priklausomai nuo drumstumo, atmosferos dulkių ir saulės aukščio. Aiškiame danguje išsklaidytos spinduliuotės dalis neviršija 10%, o drumstas, išsibarsčiusios spinduliuotės gali būti tiesioginis. Mažai saulės aukštyje bendra spinduliuotė yra beveik visiškai difuzinė.
Bendros spinduliuotės pasiskirstymas virš žemės paviršiaus nėra griežtai zoninis, nes jis priklauso nuo drumstumo ir atmosferos skaidrumo. Debesų neturinčioje atogrąžų dykumoje metinis bendras spinduliuotės kiekis siekia 200-220 kcal / cm 2poliarinėse šalyse jos vertė nukrenta iki 60 kcal / cm 2.
Saulės spinduliuotė, nukritusi ant žemės paviršiaus, iš dalies absorbuojama viršutiniame dirvožemio ar vandens sluoksnyje ir iš dalies atsispindi atgal į atmosferą. Skambinama iš paviršiaus atsispindėjusio spinduliuotės kiekio santykis su spinduliuotės kiekiu ant šio paviršiaus albedas. Albedo priklauso nuo spalvos, drėgmės, šiurkštumo ir kitų paviršiaus savybių. Šviežia sniego albedo yra daugiau kaip 80%, viršutinis debesų paviršius yra 50-75%, dykuma - 30-35%, pievos augmenija yra apie 20%, miškas yra apie 15%, šviežia arti žemė yra mažiau nei 10%. Vandens paviršiaus albedai svyruoja nuo 2 iki 80%, priklausomai nuo saulės ir bangų aukščio.
Kuo aukštesnė spinduliuotės kūno temperatūra, tuo trumpesnis jo spinduliuotės bangos ilgis. Todėl saulės spinduliavimas yra trumpalaikis (nuo 0,1 iki 4) mikronas)ir sausumos - ilgos bangos (nuo 4 iki 100). \\ t mk).Žemės spinduliuotę daugiausia palaiko atmosfera (vandens garai, anglies dioksidas, ozonas). Sugeria saulės ir sausumos spinduliuotės dalį, atmosfera spinduliuoja šiluminę energiją į pasaulio erdvę ir į žemės paviršių. Pastarasis vadinamas priešprieša. Skirtumas tarp žemės paviršiaus spinduliuotės ir priešspinduliuotės lemia faktinį žemės paviršiaus šilumos praradimą ir vadinamas veiksminga spinduliuotė.Kviečiamas atmosferos sugebėjimas perduoti saulės trumpalaikį spinduliavimą ir atidėti ilgos bangos spinduliuotę Žemėje šiltnamio efektą.Dėl šiltnamio efekto, vidutinė žemės paviršiaus temperatūra yra 38 ° didesnė nei ji būtų be atmosferos.
Žemės paviršius vienu metu gauna ir išleidžia spinduliuotę. Skiriamas skirtumas tarp spinduliuotės (sugeriamos visos spinduliuotės) ir jo suvartojimo (efektyviosios spinduliuotės) spinduliuotės balansas žemės paviršius. Radiacijos balansas nustatomas pagal lygtį
kur A- albedas 1 e- veiksminga spinduliuotė.
Visos Žemės spinduliuotės balansas yra teigiamas, išskyrus ledyną Antarktidos ir Grenlandijos plokštumoje. Jūra yra daugiau nei žemėje, nes žemės albedai yra aukštesni už jūrą. Teigiama spinduliuotės balanso vertė nereiškia, kad žemės paviršius nuolat šildomas. Absorbuotos spinduliuotės perteklius yra subalansuotas šilumos perdavimu į orą ir šilumos vartojimui vandens garavimui.
Dalis saulės spindulių yra matoma šviesa. Taigi saulė yra Žemei, bet ir šviesai, kuri yra svarbi mūsų planetos gyvenimui.
Saulės spinduliuotės energija iš dalies tampa šiluma pačioje atmosferoje, bet daugiausia ant žemės paviršiaus, kur jis šildo viršutinius dirvožemio ir vandens sluoksnius ir iš jų į orą. Šildomas žemės paviršius ir šildoma atmosfera savo ruožtu skleidžia nematomą infraraudonąją spinduliuotę. Spinduliuoti pasauliui, žemės paviršius ir atmosfera atšaldomi.
Patirtis rodo, kad vidutinė metinė žemės paviršiaus ir atmosferos temperatūra bet kurioje Žemės vietoje kasmet skiriasi. Jei ilgą, ilgą laiką vertiname žemėje esančias temperatūros sąlygas, mes galime pritarti hipotezei, kad Žemė yra terminėje pusiausvyroje: šilumos atvykimas iš Saulės yra subalansuotas dėl jo praradimo į erdvę. Tačiau kadangi Žemė (su atmosfera) gauna šilumą sugeriant saulės spinduliuotę ir praranda šilumą savo spinduliuote, šilumos pusiausvyros hipotezė tuo pačiu metu reiškia, kad Žemė yra spinduliuojančioje pusiausvyroje: trumpųjų bangų spinduliuotės srautas yra subalansuotas grįžtant ilgos bangos spinduliuotei į pasaulinę erdvę .
Kas yra saulės spinduliuotės spektrinė sudėtis? Kas yra Žemės radiacijos spektrinė sudėtis?
Matoma šviesa užima siaurą bangų ilgių diapazoną. Tačiau šiuo intervalu yra pusė visos saulės spinduliavimo energijos. Infraraudonoji spinduliuotė sudaro 44%, o ultravioletinė spinduliuotė sudaro 9% visos spinduliuotės energijos.
Energijos pasiskirstymas saulės spindulių spektre iki patekimo į atmosferą šiuo metu yra gana gerai žinomas dėl matavimų iš palydovų.
Viršutiniai dirvožemio ir vandens sluoksniai, sniego danga ir augalija patys skleidžia ilgalaikes spinduliuotes; ši antžeminė spinduliuotė dažniau vadinama žemės paviršiaus savaimine spinduliuote.
Ką reiškia saulės pastovus? Kaip ji per metus pasikeičia viršutinėje atmosferoje?
Nesugadintas ir nepaliestas tiesioginės saulės spinduliuotės atmosferoje pasiekia žemės paviršių. Nedidelė jo dalis atsispindi iš jos, ir didžioji dalis radiacijos yra sugeriama žemės paviršiaus, dėl kurio šildomas žemės paviršius. Dalis išsibarsčiusios spinduliuotės taip pat pasiekia žemės paviršių, iš dalies atsispindi ir iš dalies absorbuojama. Kita išsibarsčiusios spinduliuotės dalis patenka į tarpplanetinę erdvę.
Kas vadinama tiesiogine saulės spinduliuote?Spinduliuotė, kuri tiesiogiai patenka į žemės paviršių iš saulės disko, vadinama tiesiogine saulės spinduliuote. Saulės spinduliuotė plinta iš Saulės visomis kryptimis. Tačiau atstumas nuo Žemės iki Saulės yra toks didelis, kad tiesioginė spinduliuotė patenka į bet kurį Žemės paviršių lygiagrečių spindulių spinduliu, atsirandančiu iš begalybės. Lengvai suprantama, kad maksimalus radiacijos kiekis tam tikromis sąlygomis gaunamas ploto, esančio statmenai saulės spinduliams, vienetui.
Kokie pokyčiai vyksta saulės spinduliuose, kai jie patenka į atmosferą?
Saulės spinduliuotės energijos transformacijos po jos absorbcijos ant žemės paviršiaus ir A. Šilumos balansas Iš žemės. Pagrindinis A. šilumos šaltinis yra žemės paviršius, sugeriantis didžiąją dalį saulės spindulių. Kadangi saulės spinduliuotės sugėrimas A. yra mažesnis už šilumos praradimą iš A. į pasaulinę erdvę ilgos bangos spinduliuotėje, spinduliavimo šilumos suvartojimą kompensuoja šilumos įtekėjimas į A. iš žemės paviršiaus turbulentinio šilumos mainų pavidalu ir šilumos srautas dėl vandens garų kondensacijos. kondensacijos vertė visoje A yra lygi kritulių kiekiui, taip pat garavimo iš žemės paviršiaus kiekiui, kondensacinės šilumos įvežimas į A yra skaitmeninis, lygus šilumos kiekiui, reikalingam garavimui ant žemės paviršiaus.
Kai kuri saulės energijos energija išleidžiama siekiant išlaikyti bendrą A. ir kitų atmosferos procesų cirkuliaciją, tačiau ši dalis yra nereikšminga, palyginti su pagrindiniais šilumos balanso komponentais.
Kokios medžiagos yra stipriausi saulės spinduliuotės sugėrikliai ir kurios spektro dalys?
Saulės spinduliuotė patenka į viršutinę atmosferos ribą tiesioginės spinduliuotės pavidalu. Apie 30% tiesioginės saulės spinduliuotės, įvykusios ant žemės, atsispindi atgal į kosmosą. Likę 70% patenka į atmosferą.
Apie 26% visos saulės spinduliuotės srauto energijos į atmosferą paverčiama išsklaidyta spinduliuote. Apie
2/3 išsibarsčiusios spinduliuotės ateina į žemės paviršių. Bet tai bus ypatinga spinduliuotė, kuri labai skiriasi nuo tiesioginės spinduliuotės. Pirma, atsiranda išsklaidyta spinduliuotė
į žemės paviršių, o ne iš saulės disko, bet iš visos tvirtovės.
Antra, išsklaidyta spinduliuotė skiriasi nuo tiesioginės spektrinės sudėties, nes skirtingų bangų ilgių spinduliai yra išsklaidyti skirtingais laipsniais.
Sklaidos įstatymai labai skiriasi priklausomai nuo saulės spindulių bangos ilgio ir sklaidos dalelių dydžio.ozonas yra stiprus saulės spindulių absorbentas. Jis sugeria ultravioletinę ir matomą saulės spinduliuotę. Nepaisant to, kad jo kiekis ore yra labai mažas, jis sugeria ultravioletinę spinduliuotę taip stipriai viršutinėje atmosferoje, kad saulės spektro žemėje paviršiaus bangos, kurios trumpesnės nei 0,29 mikronai, visai nepastebimos.
Anglies dioksidas (anglies dioksidas) stipriai sugeria spinduliuotę spektro infraraudonųjų spindulių regione, tačiau jo kiekis atmosferoje vis dar mažas, todėl jo tiesioginė saulės spinduliuotė yra maža.
Kaip yra saulės spinduliuotės išsklaidymas? Kokie su šiuo reiškiniu susiję reiškiniai?
Sklaida yra esminis fizinės šviesos ir medžiagos sąveikos fenomenas. Tai gali įvykti visuose elektromagnetinio spektro bangos ilgiuose, priklausomai nuo sklaidos dalelių dydžio ir nuo spinduliuotės bangos ilgio. Sklaidant dalelę, kuri yra elektromagnetinės bangos sklidimo kelyje, nuolat „išskiria“ energiją iš atsitiktinės bangos ir iš naujo skleidžia ją visomis kryptimis. Taigi dalelė gali būti laikoma išsklaidytos energijos šaltiniu. Saulės šviesa, išeinantis iš Saulės disko, einanti per atmosferą, keičia spalvą dėl sklaidos. Saulės spinduliuotės išsklaidymas atmosferoje yra labai praktiškas, nes dienos metu jis sukuria išsklaidytą šviesą.
- Kas vadinama atmosfera? Ką žinote apie atmosferos procesų energijos šaltinius?
Praktiškai vienintelis energijos šaltinis visiems fiziniams procesams, besivystantiems A. yra saulės spinduliuotė. Pagrindinis radiacijos režimo bruožas A. - vadinamasis. šiltnamio efektą: A. silpnai sugeria trumpojo bangos saulės spinduliuotę (didžioji dalis pasiekia žemės paviršių), tačiau vėluoja ilgos bangos (visiškai infraraudonųjų spindulių) žemės paviršiaus šiluminė spinduliuotė, kuri žymiai sumažina Žemės šilumos perdavimą į erdvę ir padidina jos temperatūrą.
Kas yra oras? Kokie yra oro dydžiai ir reiškiniai? Pogoda - meteorologinių elementų ir atmosferos reiškinių, nustatytų tam tikru momentu tam tikroje erdvėje, vertybių rinkinys. Terminas „oras“ reiškia dabartinę atmosferos būklę, o ne sąvoką „Klimatas“, kuris reiškia vidutinę atmosferos būklę ilgą laiką. Jei specifikacijų nėra, terminas „oras“ reiškia orą Žemėje. Orų reiškiniai atsiranda troposferoje (apatinėje atmosferos dalyje) ir hidrosferoje.
Yra periodiniai ir periodiniai oro pokyčiai. Periodiniai oro pokyčiai priklauso nuo kasdienio ir metinio Žemės sukimosi. Nereguliarus dėl oro masių perdavimo. Jie sutrikdo įprastą meteorologinių kintamųjų eigą (temperatūra, atmosferos slėgis, oro drėgmė ir kt.). Dažniausiai kyla nesutarimų dėl periodiškų pokyčių fazės su ne periodinio pobūdžio pobūdžiu drastiškų pokyčių oras
Galima išskirti dvi meteorologinės informacijos rūšis:
pirminė informacija apie meteorologinius stebėjimus gaunamus dabartinius orus.
orų informacija įvairiomis ataskaitomis, sinoptiniais žemėlapiais, viršutinių oro diagramomis, vertikaliais skyriais, debesų žemėlapiais ir kt.
Įprasti orų reiškiniai Žemėje yra vėjas, debesys, krituliai (lietus, sniegas, kruša ir kt.), Rūkas, perkūnija, dulkių audros ir pūga. Retesni įvykiai yra stichinės nelaimės, tokios kaip tornadas ir uraganai. Beveik visi oro reiškiniai atsiranda troposferoje (apatinėje atmosferos dalyje).
Oro masių fizinių savybių skirtumai atsiranda dėl saulės spindulių kampo pokyčių, priklausomai nuo regiono platumos ir atokumo nuo vandenynų. Didelis temperatūros skirtumas tarp Arkties ir atogrąžų oro yra didelių aukščio reaktyvinių srautų priežastis. Vidutinės platumos, pvz., Ekstratropiniai ciklonai, barikos formacijos susidaro formuojant bangas didelio aukščio reaktyvinio srauto zonoje. Kadangi Žemės ašis yra linkusi savo orbitos plokštumos atžvilgiu, saulės spindulių kampas priklauso nuo metų laiko. Vidutinė metinė temperatūra ant žemės paviršiaus svyruoja ± 40 ° C ribose. Šimtus tūkstančių metų Žemės orbitos pokytis daro įtaką saulės energijos kiekiui ir paskirstymui planetoje, nustatant ilgalaikį klimatą.
Paviršiaus temperatūrų skirtumai sukelia atmosferos slėgio lauko skirtumą. Karštas paviršius šildo orą virš jo, plečia, sumažina oro slėgį ir tankį. Gautas horizontalus slėgio gradientas pagreitina orą link mažo slėgio, sukuriant vėją. Ir dėl Coriolio efekto, kai žemė sukasi, srautas sukasi. Paprasto oro sistemos pavyzdys yra pakrantės brizai, o sudėtingas - Hadley ląstelė.
Pateikite klimato apibrėžimą. Ką reiškia vietinis ir pasaulinis klimatas?
- Kas yra meteorologinis tinklas? Kas yra stebėjimo programa meteorologinėse stotyse? Meteorologas ir tinklas
, meteorologinių stočių, atliekančių stebėjimus pagal vieną programą ir griežtai nustatytus terminus, skirtus orui, klimatui ir kitoms taikomoms bei mokslinėms problemoms spręsti, rinkinys.
Yra analoginės ir skaitmeninės meteorologijos stotys.
Klasikinėje (analoginėje) oro stotyje:
termometras oro ir dirvožemio temperatūrai matuoti
manometras
drėgmės matavimo higrometras
anemorumbometras (arba skersinis), skirtas matuoti vėjo greitį ir kryptį
kritulių gabaritas
pluviografas nuolatiniam kritulių registravimui skystų kritulių laikotarpiu
termografas nuolatiniam oro temperatūros registravimuiPagrindinio tipo meteorologinėse stotyse įrašomos šios meteorologinės vertės:
Oro temperatūra 2 m aukštyje virš žemės paviršiaus;
Atmosferos slėgis;
Drėgmė - dalinis vandens garų slėgis ore ir santykinė drėgmė;
Vėjas - horizontalus oro judėjimas 10–12 m aukštyje virš žemės paviršiaus (matuojamas jo greitis ir nustatoma kryptis, nuo kurios pučia vėjas);
Kritulių kiekis iš debesų, jų rūšys (lietus, dulksna, sniegas ir tt);
Debesuotumas - debesų dangaus aprėpties laipsnis, debesų tipai pagal tarptautinę klasifikaciją, apatinio krašto, esančio arčiau žemės paviršiaus, apatinės ribos aukštis;
- įvairių žemių paviršių ir daiktų (rasos, šalčio, ledo ir kt.), taip pat rūko, susidarymo ir intensyvumo;Horizontalus matomumas yra atstumas, kuriuo objektų kontūrai nebėra skirtingi;
Saulės spindulių trukmė;
Temperatūra dirvožemio paviršiuje ir keliose gylyje dirvožemyje;
Dirvožemio paviršiaus būklė;
Sniego dangos aukštis ir tankis.
Kai kuriose stotyse matuojamas vandens iš vandens paviršių arba iš dirvožemio garavimas.
Taip pat registruojami meteorologiniai ir optiniai reiškiniai: pūgos, girnelės, tornadas, migla, dulkių audros, perkūnija, ramūs elektros išleidimai, auroros, vaivorykštės, apskritimai ir karūnėlės aplink žvaigždžių, miražų ir pan.
Pakrantės meteorologinėse stotyse taip pat stebimi vandens temperatūros ir vandens paviršiaus trikdžiai. Laivų stebėjimo programa skiriasi nuo stebėjimų sausumos stotyse tik išsamiai. Stotims, turinčioms specifinį gamybos profilį, pavyzdžiui, agrometeorologijos, aviacijos ir kt., Darbo programoje yra papildomų pastabų, susijusių su paslaugos specifika, atitinkamu šalies ūkio sektoriumi (žemės ūkis, aviacija ir kt.).
Ne visos meteorologinės vertės stebimos kiekvienu stebėjimo laikotarpiu. Pavyzdžiui, kritulių kiekis matuojamas keturis kartus per dieną, sniego gylis yra vieną kartą per dieną, sniego tankis yra kartą per penkias ar dešimt dienų ir tt
Be meteorologinių stočių yra daugybė meteorologinių postų, kuriuose stebimi tik kritulių ir sniego dangų tinklai, nes norint įvertinti šių kiekių pasiskirstymą, reikalingas tankesnis stebėjimo tinklas.
Stebėtojų stebėjimo programos ir keletas specialiųjų stočių taip pat apima saulės spinduliuotės, sausumos spinduliuotės ir žemės paviršiaus bei vandens atspindinčių savybių stebėjimą; temperatūros ir drėgmės stebėjimas skirtinguose paviršiaus oro sluoksnio aukštyje (gradiento stebėjimai); dulkių, cheminių priemaišų, radioaktyviųjų produktų ir kt. matavimai ore; atmosferos elektriniai stebėjimai dėl oro jonizacijos, t.y. virš elektrinių krūvių dalelių kiekio ir virš atmosferos elektrinio lauko matavimų.
CPSU sukūrimo tikslas ir uždaviniai (iššifruoti santrumpą)?
WCP integruoja keturias tarpusavyje susijusias programas: Pasaulinę klimato tyrimų programą, Pasaulinę klimato žinių taikymo programą, Pasaulio klimato kaitos tyrimų programą žmogaus veiklos srityje ir Pasaulinę klimato duomenų programą. Visų su šiomis programomis susijusių darbų koordinavimas yra patikėtas WCP biurui, specialiai sukurtam pagal WMO sekretoriatą. Mokslinius WCP aspektus aptaria Jungtinis mokslinis komitetas, kurį sudaro sovietų mokslininkai, akademikas A. M. Obukhovas ir profesorius M. A. Petrosyants. Nustatomos pagrindinės planuojamų tyrimų kryptys. Visų pirma planuojama tirti debesų ir spinduliuotės grįžtamojo ryšio mechanizmą, vandenyno ir atmosferos sąveikos procesus, klimato modelio kūrimą ir kelių eksperimentų įgyvendinimą. Įgyvendinant mokslinių tyrimų programą planuojama įtraukti vandenyno mokslinių tyrimų komitetą (SCOR), Kosmoso tyrimų komitetą (COSPAR), Tarptautinę meteorologijos ir atmosferos fizikos asociaciją (MAMFA).
VKP daug dėmesio skiriama mokslinių tyrimų metodologijos tobulinimui, darbo klimatologijos srityje plėtojimui ir šalies ekonomikos poreikių tenkinimui klimato duomenimis, rengiant archyvines medžiagas apie pasaulio klimatą.
Pasaulinė klimato tyrimų programa (WCRP)
A.Y. Tolkachevas (Rusijos Federacija)
1980 m. Prasidėjo Pasaulio klimato programos (WCP) įgyvendinimas pagal Pasaulinę meteorologijos organizaciją (WMO), UNESCO tarpvyriausybinę okeanografijos komisiją, Tarptautinę mokslinę tarybą (ICSU) ir Jungtinių Tautų aplinkosaugos organizaciją (UNEP). Svarbiausias elementas WCP yra tarptautinė mokslinė programa - Pasaulinė klimato tyrimų programa (WCRP). WCRP programos tyrimų rezultatus naudoja Tarpvyriausybinė klimato kaitos komisija WCRP vykdo trys tarptautinės organizacijos: Pasaulinė meteorologijos organizacija (WMO), UNESCO Tarpvyriausybinė okeanografijos komisija ir Tarptautinė mokslinė taryba (ICSU).Pagrindiniai WCRP tikslai yra šie:
Nustatykite klimato nuspėjamumą.
Nustatykite žmogaus poveikį klimatui.
Koks mokslas vadinamas meteorologija? Formuluoti meteorologijos kaip mokslo formavimo etapus.
Atmosferos procesus lydi didžiulio energijos kiekio perskirstymas (galiausiai visos energijos formos yra šiluma). Mūsų planetai yra trys potencialūs šilumos šaltiniai: Saulės spinduliavimo energija (saulės spinduliuotė), žvaigždžių energija ir nuo Mėnulio atsispindėjusi saulės energija, ir galiausiai vėsusios žemės vidinė šiluma, kuri ateina į paviršių dėl tektoninių procesų su terminiais vandenimis, geizeriais ir tt Žvaigždžių energija ir Žemės vidinė šiluma yra nedidelės, palyginti su saulės spinduliuote, todėl Saulės spinduliavimo energija laikoma vieninteliu visų energijos procesų šaltiniu Žemėje.
Energijos pasiskirstymas saulės spektre yra nevienodas. Tai galima suderinti pagal Planko įstatymą. Apie 99% saulės energijos sudaro nuo γ ilgio bangos nuo 0,1 iki 4 mikronų. Šios bangos vadinamos trumpais. Tik vienas procentas saulės energijos sudaro ilgus bangos ilgius (γ\u003e 4 mikronai). Saulės spektro trumposios bangos dalyje galima išskirti ultravioletines bangas (0,1–0,4 μm), matomas bangas (0,4–0,78 μm) ir infraraudonųjų spindulių bangas (0,78–4 μm). Matoma saulės spektro dalis sudaro beveik pusę saulės skleidžiamos energijos. Matomoje spektro dalyje trumpiausios violetinės bangos ir ilgiausia raudona.
Apie 5% nukrenta į ultravioletinę dalį, 52% - į matomą dalį ir 43% - į infraraudonųjų spindulių dalį. Matomoje spektro dalyje trumpiausios violetinės bangos. Didžiausia saulės spinduliuotė patenka į 0,47 mikronų bangos ilgį, kuris atitinka mėlynai mėlyną saulės spektro dalį. Ilgiausios bangos yra raudonos.
Žemės paviršiuje ultravioletinė spektro dalis sudaro apie 1%, matoma - apie 40% ir infraraudonųjų spindulių - apie 60%. Didžiausia spinduliuotė čia vyksta esant maždaug 0,56 μm bangos ilgiams, kurie atitinka geltonos-žaliosios spektro dalį.
Saulės spinduliuotę atmosferoje daugiausia absorbuoja ozonas (ultravioletiniai spinduliai), vandens garai ir anglies dioksidas, taip pat debesys ir kietos priemaišų dalelės. Saulės spektre Žemė nesilaiko bangų, trumpesnių nei 0,29 mikronų.
Atmosferos oras - optiškai nehomogeninė terpė, kuri išsklaido saulės spinduliavimo energiją. Dėl to, pavyzdžiui, apšviestos vietos, kuriose tiesioginė saulės spinduliai neprasiskverbia. Spinduliavimo energijos išsklaidymas atmosferoje vyksta dviem būdais: molekulėse ir aerozoliuose. Molekulinio ir aerozolinio sklaidos intensyvumas skiriasi. Dėl šios priežasties skirtingų bangų ilgių spindulių procentinė dalis nuolat kinta, keičiant dangaus sferos, saulės disko ir pan. Spalvą. tiesioginė spinduliuotė, išsklaidyta ir bendra.
5. Vandenyno ir atmosferos šilumos mainai.
Žemės paviršiaus temperatūra vidutiniškai yra 15 ° (288 K). Tokią temperatūrą Žemė skleidžia į atmosferą daugiausia ilgos bangos infraraudonąją (šiluminę) spinduliuotę. Bangos ilgis, kuris sudaro didžiausią energiją, yra 10 mikronų.
Atmosfera sugeria didelę žemės paviršiaus spinduliavimo dalį. Pagrindinės ilgos bangos spinduliuotės yra anglies dioksidas (CO 2) ir ypač vanduo (H 2 O), nes atmosferoje yra daug vandens. Debesys susideda iš skysčio (lašų), kietų (kristalų) ir dujinių (vandens garų) vandenų. Jie intensyviai sugeria ilgąją bangų spinduliuotę, veikiančią kaip izoliacinis sluoksnis, kaip ir šiltnamio stiklo sienos. Šis efektas vadinamas šiltnamio efektu.
Šilumos būsena tokiu būdu žemės paviršius gali būti apibūdinamas skirtumu tarp sugeriamos šilumos ir efektyviosios spinduliuotės. Šis skirtumas vadinamas spinduliuotės balansas. Spinduliuotės balansas gali būti ir teigiamas, ir neigiamas. Nuo teigiamos dienos dienos iki neigiamų naktinių verčių iki saulėlydžio 10–15 ° aukštyje. Sniego dangos buvimas padidina šį kampą iki 20–25 °. Jūros spinduliuotės balansas yra 10–20% didesnis už žemę, nes mažesnės vandens albedo vertės, nes šių paviršių efektyvi spinduliuotė yra beveik tokia pati. Vidutinė spinduliuotės balanso vertė yra lygi nuliui.
Daugumą saulės energijos absorbuoja žemės paviršius, kuris dėl savo fizinio nevienalytiškumo (vandenynas, žemė, reljefo skirtumai, šaltos ir šiltos srovės ir kt.) Yra šildomi skirtingai. Atmosferos oras, esantis šalia šio paviršiaus, taip pat bus šildomas skirtingai. Aukštesni oro kiekiai (kaip lengvesni) pakils, o šaltesnis tūris sumažės. Oro srautai dėl tankio skirtumų bus neramūs. ir kuo intensyvesni, tuo aukštesnė oro temperatūra pakyla. Ši turbulencija vadinama terminis turbulencija arba konvekcija. Taigi, šiluma iš PP į atmosferą perduodama kartu su molekuliniu ir konvekciniu šilumos laidumu.
Radiacinių faktorių įtaka gabenamoms prekėms.
Atogrąžų platumose per dieną laivo korpusas dėl saulės spindulių absorbcijos yra perkaitimas. Tiesiogiai ant denio lubų temperatūra gali siekti 60-70 ° C. Tai pastebimai veikia krovinius, kurie jautrūs aukšta temperatūra. Temperatūros ir drėgmės sąlygos pasikeičia žemiau denio. Naktį su neigiamu spinduliuotės balansu laivo korpusas gali būti šaltesnis nei išorinis oras. Tada aušinimo paviršių temperatūra gali nukristi žemiau triumo oro rasos taško. Tokie svyravimai ypač dideli virš vandens linijos esančiose patalpose.
6. Temperatūros gradientai ir atmosferos stratifikacija.Visi meteorologiniai elementai skiriasi erdvės ir laiko atžvilgiu, ty jie yra taško ir laiko koordinatės. Meteorologinių elementų erdvinis pasiskirstymas vadinamas šių elementų laukais. Meteorologinio elemento įvairovę erdvėje patogiai apibūdina šio lauko gradientas. Meteorologinio lauko gradientas vadinamas tam tikros vertės kritimu išilgai to paties dydžio paviršiaus, apskaičiuoto pagal atstumą.
Praktiniais tikslais netikslinga dirbti su meteorologinių elementų erdviniais gradientais ir rasti jų projekcijas ant horizontalaus (lygio) paviršiaus - horizontalaus gradiento ir vertikalios ašies - vertikaliojo gradiento. Vertikalus temperatūros gradientas - œ žymimas γ, o matavimo vienetas - tai 100 m aukščio temperatūros laipsnis. Horizontalus temperatūros gradientas - 
matuojamas laipsniais per dienovidinį laipsnį (apie 100 km).
Temperatūros kritimas, kurio aukštis vidutiniškai yra 0,65 ° С 100 m aukštyje. Temperatūros sumažėjimas aukštyje paaiškinamas sniego dangtelių buvimu kalnų viršūnėse, netgi lygiagretiose platumose. Tai yra pagrindinė priežastis, dėl kurios absoliučią minimalią temperatūrą Žemės paviršiuje (-89 ° C) pastebi pietinėje pusrutulyje, Antarktidos centre, kur aukštis virš jūros lygio yra didesnis nei 4000 m. Šiauriniame pusrutulyje absoliutus minimalus temperatūra yra -69 ° C . Tai pastebima Jakutijoje, maždaug jūros lygiu.
Atmosferos stratifikacija ir oras.
Jei pagrindo paviršius yra šiltas ir oras yra šaltas, temperatūra aukštyje greitai nukrenta (daugiau nei 1 ° C 100 m aukštyje). Toks stratifikavimas (temperatūros pasiskirstymas aukštyje) vadinama nestabili (5 pav.).
Šiltas oras kyla, vyksta terminė konvekcija. Galima formuoti ir plėtoti konvekcinius debesis su visais susijusiais reiškiniais (krituliais, kruša ir kt.).
Nestabilus sluoksniuotas oras lygiagretiose platumose. Vidutinio dydžio platumose stebimas nestabilus sluoksniavimas prie jų esančių ciklonų ir anticiklonų galinėse dalyse. Matomumas yra geras, išskyrus kritulių zoną.
Apverčiant temperatūros pasiskirstymas aukštyje oro sluoksniavimas yra stabilus. Inversija gali būti suformuota tiesiai ant žemės paviršiaus dėl žemiausio oro sluoksnio radiacinio aušinimo arba tam tikru sluoksniu, nutolusiu nuo Žemės paviršiaus (4 pav.). Stabilios stratifikacijos priežastis gali būti šilto oro masės patarimas (horizontalus perdavimas) virš šalto oro sluoksnio arba oro nuleidimo ir šildymo rezultatas. Toks stabilus atmosferos sluoksnis sudaro konvekcijos ribą, per kurią jis negali prasiskverbti. Apverčiant sukauptas priemaišas, kondensacijos branduolius, vandens garus, kuriuos čia sukelia konvekcinės srovės iš apatinių atmosferos sluoksnių. Inversija yra viršutinė riba, žemiau kurios sudaro sluoksniuotos arba sluoksniuotos debesys.
Atmosferos stratifikacija bus stabilus ir izoterminis, tai yra, esant pastoviai temperatūrai aukštyje ir netgi esant temperatūros kritimui aukštyje, jei šis kritimas yra mažesnis nei 1 ° C 100 m aukštyje. Stabili stratifikacija trukdo vertikaliems judesiams. Tokiomis sąlygomis konvektinių debesų susidarymas ir vystymasis yra neįmanomas. Šaltojo sezono metu susidaro stabilūs sluoksniavimas. Visais metų laikais ši stratifikacija susijusi su matomumo pablogėjimu, priemaišų koncentracijos atmosferoje padidėjimu.
PLANAS Elektromagnetinė spinduliuotė, saulės spinduliuotės spektrinė sudėtis, Radiacinės spinduliuotės, Žemės šilumos ir spinduliavimo pusiausvyra. Saulės konstanta, tiesioginė saulės spinduliuotė, saulės spinduliuotės pokyčiai atmosferoje ir Žemės paviršiuje, saulės spindulių absorbcija ir sklaida atmosferoje, reiškiniai, susiję su spinduliuotės sklaida: išsklaidyta šviesa, dangaus spalva, Twilight ir aušra, atmosferos matomumas, radiacinės spinduliuotės atmosferoje matomumas , skaidrumo koeficientas, drumstumo koeficientas. Kasdieninis tiesioginės ir išsklaidytos spinduliuotės kursas. Bendra spinduliuotė Spinduliuotės ir albedo atspindys, Žemės planetos albedas Sugeria spinduliuotę. Žemės paviršiaus spinduliuotė, spinduliuotė, efektyvi spinduliuotė,. „Šiltnamio efektas“. Išeinanti spinduliuotė, žemės paviršiaus spinduliuotės balansas
Elektromagnetinių bangų spinduliuotės perdavimas tiesiomis linijomis šviesos greičiu (300 km / s) Saulė yra pagrindinis į žemę patekusio spinduliuotės šaltinis. Elektromagnetinės bangos yra erdvėje plintančios virpesės, t, e yra periodiniai elektros ir magnetinių jėgų pokyčiai kiekviename erdvės bangos ilgio atstumo taške tarp gretimų maksimalių dydžių (minimumų)]] virpesių dažnis v - virpesių skaičius per sekundę C = λv virpesių sklidimo greitis
Žemės šiluminė ir spindulinė pusiausvyra, Saulės spinduliavimo energija - beveik vienintelis žemės paviršiaus ir jo atmosferos šilumos šaltinis - saulės spinduliuotės dalis - matoma šviesa, saulė - Saulės spinduliavimo energijos šaltinis - tampa šiluma iš dalies atmosferoje, bet daugiausia ant žemės paviršiaus. viršutiniams dirvožemio ir vandens sluoksniams bei iš jų ir oro - šildomo žemės paviršiaus ir šildomos atmosferos šildymui - nematomo infraraudonųjų spindulių spinduliuotę, perduodant šią spinduliuotę į pasaulio erdvę, žemės paviršių ir atmosferą Fehr atšaldomas. terminė pusiausvyra - šilumos atėjimas yra subalansuotas dėl jo praradimo, spinduliavimo pusiausvyra - spinduliuotės antplūdis yra subalansuotas spinduliuotės poveikiu pasaulinei erdvei
0,76 - iki neapibrėžtos viršutinės ribos, „title =“ (! LANG: elektromagnetinis spektras - elektromagnetinė spinduliuotės pasiskirstymas bangos ilgiuose - ultravioletinė spinduliuotė - 0,01-0,39 μm, matoma šviesa nematoma -0,40 (violetinė) -0, 76 mikronai (raudoni), akis suvokiami infraraudonųjų spindulių -\u003e 0,76 iki neribotos viršutinės ribos," class="link_thumb"> 6 !} Elektromagnetinis spektras - elektromagnetinės spinduliuotės pasiskirstymas ultravioletinių bangų ilgiuose - 0,01-0,39 mikronai, nematoma matoma šviesa -0,40 (violetinė) -0,76 mikrono (raudona), akis mato infraraudonųjų spindulių -\u003e 0,76 iki neapibrėžto viršutinė riba, sąlygiškai iki 500 arba 1000 mikronų, nematoma 0,76 - iki neapibrėžtos viršutinės ribos, "\u003e 0,76 - iki neribotos viršutinės ribos, sąlygiškai iki 500 arba 1000 mikronų, nematomas"\u003e 0,76 - iki neapibrėžtos viršutinės ribos, "title =" (! LANG: elektromagnetinis spektras- elektromagnetinės spinduliuotės pasiskirstymas ultravioletinių spindulių bangomis - 0,01-0,39 mikronai, nematoma matoma šviesa -0,40 (violetinė) -0,76 mikrono (raudona), infraraudonųjų spindulių akis -\u003e 0,76 iki neribotos viršutinės ribos,"> title="Elektromagnetinis spektras - elektromagnetinės spinduliuotės pasiskirstymas ultravioletinių bangų ilgiuose - 0,01-0,39 mikronai, nematoma matoma šviesa -0,40 (violetinė) -0,76 mikrono (raudona), akis mato infraraudonųjų spindulių -\u003e 0,76 iki neapibrėžto viršutinė riba"> !}
Meteorologijoje trumpalaikės spinduliuotės bangos ilgio intervale nuo 0,1 iki 4 mikronų yra: matoma šviesa + ultravioletinė spinduliuotė arčiausiai bangos ilgio, ilgas bangos ilgio spinduliavimas žemėje ir atmosfera nuo 4 iki mikronų saulės spinduliuotės 99% - trumpalaikio spinduliavimo
Radiaciniai Planko įstatymai - energijos paskirstymas absoliučiai juodojo kūno spinduliuotės spektre pagal bangos ilgį - energija kiekviename bangos ilgio intervale priklauso tik nuo radiatoriaus Kirchhoff radiacijos įstatymo temperatūros: - bet kokio kūno spinduliuotės santykis su jo sugeriamumu yra vienodas visiems kūnams tam tikroje temperatūroje tam tikroje temperatūroje priklausomai nuo jų formos ir cheminio pobūdžio. Vyno teisė (perkėlimo įstatymas): - absoliučiai juodojo kūno maksimalios spinduliuotės λ max ryšio su absoliučia temperatūra T: λ max = в / T, kur ■ yra nuolatinis Wien Stefan Boltzmann įstatymas: - išraiška dėl viso juodojo kūno spinduliuotės srauto priklausomai nuo absoliučios temperatūros T, kur
Saulės pastovus Saulės spinduliuotės kiekybinis matavimas - energijos apšvietimas arba saulės spindulių srauto tankis: - spinduliuotės energijos kiekis, sumažėjęs vieneto ploto vienetui laiko vienetui W / m² Saulės spinduliuotės saulės pastovus apšvietimas viršutinėje atmosferos riboje, pernešimas per laiko vienetą vieneto ploto, statmenai nuo saulės spindulių, vidutinis Žemės atstumas nuo Saulės priklauso nuo saulės spinduliavimo ir atstumo nuo Žemės iki Saulės pagal ne atmosferos saulės matavimų duomenis Naya konstanta yra 1367 W / m² arba 1959 cal / cm² · minutės.
Tiesioginė saulės spinduliuotės spinduliuotė, patekusi į žemės paviršių tiesiai iš saulės disko, tiesioginės saulės spinduliuotės srautas ant horizontalaus paviršiaus - energijos apšvietimas tam tikram bangos ilgiui λ - energijos apšvietimo spektrinis tankis
Saulės spinduliuotės sugėrimas atmosferoje 23% tiesioginių saulės spindulių Pagrindiniai sugėrikliai: vandens garai - matomame ir artimiausiame infraraudonųjų spindulių regionuose + aerozoliai - visame spektre 15% absorbuotos debesies spinduliuotės - 5% ozono - ultravioletinėse ir matomose spektro zonose (iki 3% visų) saulės spinduliuotė) anglies dioksido spinduliuotė deguonies spektro infraraudonųjų spindulių regione - matomame ir ultravioletiniame spektro spektro spektro diapazone
Saulės spinduliuotės išsklaidymas atmosferoje Sklaidymas yra dalinė tiesioginės saulės spinduliuotės konversija, turinti tam tikrą kryptį spinduliuotėje, vyksta visomis kryptimis, atsirandanti optiniu būdu neformalioje terpėje: - atmosferoje, kurioje yra mažiausios skysčio ir kietų priemaišų dalelės - lašeliai, kristalai, kondensacijos branduoliai, dulkių dalelės - švarus, be priemaišų, oras dėl terminio molekulių judėjimo, 26% viso saulės spindulių srauto energijos patenka į žemės paviršių ne iš saulės disko, bet iš viso dangiškojo prietakos arka ant horizontalaus paviršiaus yra matuojamas W / m 2 spinduliai skirtingų bangos ilgių yra išsisklaidę išsklaidyta skirtingu laipsnių: kuo mažesnis iš sklaidos dalelių dydis, tuo stipresnis trumpojo-sėklomis spinduliai, palyginti su longwave
Su Rayleigh molekulinio sklaidos spinduliavimu susiję reiškiniai yra atvirkščiai proporcingi ketvirtoji bangos ilgio galiai, o kraštutiniai violetiniai spinduliai yra išsklaidyti 14 kartų daugiau nei kraštutinis raudonas, mėlynas, žmogaus akių jautrumas yra vyraujantis (violetinių spindulių). dangaus spalva yra debesuota, nes debesų lašeliai yra didesni už bangos ilgį, todėl visas matomas spektras (nuo raudonos iki violetinės) maždaug lygiai prilygsta 1-2 μm dalelėms - difuziniam atspindžiui, baltai dangaus spalvai.
Saulėlydis ir aušra - tai priežastis, kodėl saulė apšviečia horizontą, aukštus saulės atmosferos sluoksnius, ryškumą - dangaus skliauto apšvietimą ir žemės paviršiaus apšvietimą išsklaidyta šviesa po to, kai saulė jau praėjo virš horizonto (vakaro ryškumas), arba prieš jį (ryte) šviesos šviesa keliauja tangentiškai į žemės paviršių, šviesos kelias atmosferoje tampa daug didesnis nei per dieną, dauguma mėlynos ir žalios šviesos yra išsklaidytos nuo tiesioginių saulės spindulių, todėl tiesioginė saulės šviesa, taip pat jo apšviestas regionas Ka ir dangus prie horizonto yra nudažyti raudonais tonais. Dangaus dangaus spindesys prieš saulėtekį ir po saulėlydžio (šviesos išsklaidymas ir difrakcija) astronominė šviesa - tęsiasi vakare, kol saulės centras nuleis žemiau horizonto 18 ° civiliniame Twilight - laiko intervalas kuriai saulė lieka žemiau 8 °
Matomumas Matomumo diapazonas yra atstumas, kuriuo atmosferoje esančių objektų kontūrai nebeturi skirtumų, atmosferos reiškiniai, kurie kenkia matomumui: migla, rūkas, migla, krituliai, pūga, dulkių audra, normalus matomumas (jei nėra oro reiškinių) paprastai laikomas 10 km. 1000 m
Spinduliuotės silpninimo įstatymas atmosferoje susilpnina absorbciją ir sklaidą proporcingai 1 pačiam spinduliuotės srautui (kuo didesnis srautas, tuo daugiau bus prarasta spinduliuotė, visos kitos sąlygos bus lygios), 2. sugeriančių ir sklaidančių dalelių skaičius spindulių kelyje (priklauso nuo spindulių ilgio) atmosferos ir oro tankis) skaidrumo koeficientas - saulės spinduliuotės, pasiekiančios žemės paviršių, santykis su tiesioginiu saulės spindulių kiekiu idealiai atmosferai, kurioje nėra vandens garų ir aerozolių priemaišų - gerai 0,9 realios atmosferos sąlygos lygumoje nuo 0,60 iki 0,85 (daugiau žiemą nei vasarą) drumstumo koeficientas yra saulės spinduliuotės atmosferoje silpnėjimo požymis, kuris yra tikrosios ir idealios atmosferos silpninimo koeficientų santykis arba idealios atmosferos, silpninančios gaunamą atmosferą, santykis. spinduliuotė taip pat, kaip tam tikra atmosferos vertės drumstumo koeficientas priklauso nuo oro masių savybių
Saulės spindulių atspindys. Absorbuota spinduliuotė. Albedo iš Žemės. Atspindėjusi spinduliuotė A paviršiaus sugerta albedų spinduliuotė (balt. Balt. Balt.) - atspindėtos spinduliuotės kiekio santykis su bendru spinduliuotės kiekiu, kuris patenka į tam tikrą paviršių.
Dirvožemio albedų vertės yra 10–30% šlapias Černozemas - sumažėjo iki 5%, sausos, lengvos smėlio - padidėja iki 40% miško, pievų, laukų,% šviežio sniego, ilgalaikio sniego - apie 50% ir mažiau. lygus vandens paviršius tiesioginei spinduliuotei - nuo kelių procentų aukštoje saulėje iki 70% esant žemai saulei - taip pat priklauso nuo 5–10% albedų vandens paviršių pasklidosios spinduliuotės. pasaulio vandenynų paviršius 5-20%. viršutinis debesų paviršius - nuo kelių iki 70-80%, vidutiniškai 50-60%.
Žemės albedas ar planetinis albedas - šio atspindėto ir išsklaidyto saulės spindulio santykis su bendra į atmosferą patekusi saulės spinduliuote yra 31%, o pagrindinė Žemės planetos albedų dalis yra saulės spindulių debesų atspindys.
Žemės paviršiaus E s emisija yra žemės spinduliuotė iš ilgos bangos ilgio (infraraudonųjų spindulių) spektro (Stefan-Boltzmann įstatymas), viršutinių dirvožemio ir vandens sluoksnių spinduliavimo, sniego dangos ir augmenijos 15 ° arba 288 K yra 3,73 * 10 2 W / 2. Šildomasis Žemės paviršius spinduliuoja į atmosferą ilgos bangos (infraraudonųjų spindulių) spektru (Stefan-Boltzmann įstatymas) (Е s) - tai Žemės radiacijos balanso „skaidrumo lango“ išlaidų komponentas, skirtas 8,2-12 mikronų žemės spinduliuotei
Atsparioji spinduliuotė Ea-atmosferos spinduliuotė (infraraudonųjų spindulių spinduliuotė), patenkanti į žemės paviršių, beveik visiškai (90–99 proc.) Absorbuojama žemės paviršiuje. 0,28 kW / m 2)\u003e nei kalnuose (0,07-0,14 kW / m 2), maksimumas ekvatoriuje (0,35–42 kW / m 2) priklauso nuo vandens garų kiekio, anglies dioksidas ir ozonas, turintys didelį spinduliavimo spindulių spektrą medžiaga atmosferoje, absorbento antžeminės spinduliuotės ir siuntimo radiacijos skaitiklis (maks. absorbcijos 5.5- 7,0 mikronų) šiltnamio efektą sukeliančių nei kalnuose (0,07–0,14 kW / m 2), maksimumas ekvatoriuje (0,35–42 kW / m 2) priklauso nuo vandens garų, anglies dioksido ir ozono kiekio atmosferoje. spektro infraraudonųjų spindulių regionas vandens garai yra pagrindinė atmosferos medžiaga, sugerianti antžeminę spinduliuotę ir siųsdama atgal spinduliuotę (maksimali absorbcija 5,5-7,0 µm) šiltnamio efektą 
Efektyvi spinduliuotė Skirtumas tarp žemės paviršiaus vidinės spinduliuotės ir atmosferos spinduliuotės, E e E e = E s-E, yra grynasis spinduliavimo energijos praradimas, taigi, šiluma iš žemės paviršiaus naktį, drumstas oras yra daug mažesnis nei aiškioje žemės paviršiuje vidutinės platumos. spinduliuoti apie pusę šilumos, kurią ji gauna iš sugeriamosios spinduliuotės.
Klausimai, kuriuos reikia peržiūrėti 1. Kas yra saulės pastovumas ir kas tai priklauso? 2. Kas yra šilumos ir spinduliavimo pusiausvyra? 3. Kas vadinama tiesiogine saulės spinduliuote? 4. Kaip saulės spinduliuotė sugeria atmosferą? 5. Kaip meteorologijoje paplitusi elektromagnetinė spinduliuotė? 6. Kokios medžiagos yra galingiausios absorbentai? 7. Kaip nustatomas dispersijos procesas atmosferoje? 8. Kas priklauso nuo sklaidos? 9. Kokie reiškiniai susiję su spinduliuotės sklaida? 10. Kas apibūdina ir kas lemia tiesioginę spinduliuotę kasdien ir kasmet? 11. Kas yra bendra spinduliuotė? 12. Kas yra paviršiaus albedas? 13. Kokios dujos sukuria šiltnamio efektą? 14. Kokie veiksniai priklauso nuo spinduliavimo? 15. Kaip per dieną pasikeičia spinduliuotės balansas?
Siųsti gerą darbą žinių bazėje yra paprasta. Naudokite toliau pateiktą formą.
Studentai, absolventai, jauni mokslininkai, kurie naudojasi žinių baze savo studijose ir darbe, jums bus labai dėkingi.
Paskelbta http://www.allbest.ru/
Įvadas
Poreikis rasti atmosferos spinduliuotės balansą atsiranda daugelyje klimato modeliavimo, orų prognozavimo, poveikio vertinimo problemų žmogaus veikla. Viena iš pagrindinių problemų, kylančių skaičiuojant atmosferos spinduliuotę, yra susijusi su dideliu molekulinės absorbcijos linijų skaičiumi, o tai labai apsunkina integruotų spektrinės spinduliuotės charakteristikų apskaičiavimą. Tuo pačiu metu atmosfera nėra optiškai plona arba optiškai stora visoms spektro dalims.
Staigiai kintančios tikimybės kvantų absorbcijai netoliese esančiose energijose sukelia kompleksinį integruoto spinduliuotės intensyvumo slopinimo įstatymą, kuris labai skiriasi nuo eksponentinio. Išmetimo spektras koreliuoja su kiekvienu absorbcijos rezonančiu. Pagrindinis radiacijos perdavimas vyksta linijų sparnuose. Be to, atmosferos absorbuojančių ir sklaidančių komponentų koncentracijos aukštis yra didelis ir nevienodas.
Šiuo metu eksperimentuotojų, teoretikų ir skaičiuotojų pastangos sukaupė daug spektroskopinių duomenų apie absorbcijos skerspjūvius atmosferos dujų ir mažų priemaišų linijose, taip pat duomenis apie spinduliuotės sklaidą ir absorbciją debesų dalelių ir atmosferos aerozolių. Informacija apie absorbcijos skerspjūvius yra sudaryta į kompiuterių duomenų bibliotekas, kurios palengvina jo tobulinimą ir, svarbiausia, žymiai padidina naudojimąsi informacija. Pavyzdžiui, HITRAN-92 duomenų banke nuo 40 cm iki 1 22650 cm-1 yra apie 700 tūkst. Molekulinės absorbcijos linijų 32 atmosferos dujų parametrai, atsižvelgiant į skirtingą molekulių izotopinę sudėtį (visi su izotopais.
Atmosferos spinduliuotė
Spinduliavimas atmosferoje yra saulės elektromagnetinė spinduliuotė, kuri skleidžia 300 000 km / s greičiu. Jo sudedamosios dalys yra matomos šviesos ir gama spinduliai, nematomi akims, rentgeno spinduliams, ultravioletiniams spinduliams, infraraudoniesiems spinduliams ir radijo bangoms. Saulė yra pagrindinis šilumos ir šviesos šaltinis žemei.
Saulės spinduliavimo energija iš dalies tampa šiluma pati atmosfera, bet daugiausia ant žemės paviršiaus. Jis šildo viršutinius dirvožemio ir vandens sluoksnius ir iš jų orą. Šildomas žemės paviršius ir pašildyta atmosfera patys išskiria nematomą infraraudonąją spinduliuotę į kosmosą ir atvėsina.
Saulės spinduliavimas, kuris gauna Žemės paviršių, gali būti suskirstytas į tiesiogines, difuzines ir absorbuojamas. Taip yra dėl jos pokyčių, einant per atmosferą.
Tiesioginė saulės spinduliuotė patenka į žemės paviršių tiesiai iš saulės disko lygiagrečių spindulių pluošto pavidalu. Tiesioginės spinduliuotės antplūdį apibūdina intensyvumas - spinduliavimo energijos, patekusios į paviršių statmena saulės spinduliams, kiekis. Saulės spinduliuotės srauto intensyvumas viršutinėje atmosferoje su vidutiniu Žemės atstumu nuo Saulės vadinamas saulės konstantu. Pagal naujausius duomenis jis yra lygus 1,353 kW / m 2.
Vidutiniškai kiekvienam žemės paviršiaus kvadratiniam kilometrui yra 4,27 × 10 16 J saulės spinduliuotės per metus.
Kad dirbtinai būtų gautas toks šilumos kiekis, būtina deginti daugiau nei 400 tūkst. Tonų anglies. Per metus žemės paviršius gauna beveik 250 kartų daugiau energijos nei Saulė, nei visos pasaulio elektrinės. Tuo pačiu metu saulės spinduliuotė, pasiekianti Žemę, yra mažesnė nei du milijardai procentų visos saulės spinduliuotės procentinės dalies. Mes suprantame, kaip reikšmingas šis energijos kiekis yra tada, kai liudiname sparčią sniego išlydymą šiltą dieną, greitą drėgmės išgarinimą po lietaus, vėjo energiją audros metu arba jūros audros beprotybę. Visi šie procesai vyksta saulėje.
Kelyje į Žemę nedidelė dalis saulės spinduliuotės sugeria atmosferą. Absorbcija yra selektyvi, nes skirtingos dujos sugeria skirtingai. Azotas ir deguonis sugeria tik ultravioletines bangas. Stipresnis absorberis yra ozonas. Intensyviai sugeria spinduliuotę anglies dioksido infraraudonųjų spindulių srityje. Pagrindinis absorberis atmosferoje yra vandens garai, daugiausia koncentruoti apatinėje troposferos dalyje. Debesys ir atmosferos priemaišos taip pat sugeria saulės spindulius. Dėl absorbcijos reiškinių, vidutinė oro temperatūra yra +14 ° C, o be atmosferos - 6-22 ° C. Tai reiškia, kad Žemė taps negyva ledo akmenų dykuma.
Apskritai, atmosferoje sugeria 15-20% saulės spindulių. Absorbcija laikui bėgant skiriasi priklausomai nuo absorbuotų medžiagų kiekio ore (pirmiausia vandens garuose ir dulkėse), taip pat nuo saulės aukščio virš horizonto, nes tai keičia oro spindulių, per kuriuos perduodami spinduliai, storį.
Žemės paviršiaus temperatūra vidutiniškai yra 15 ° C (288 K). Tokią temperatūrą Žemė spinduliuoja į atmosferą daugiausia ilgos bangos infraraudonąją (šiluminę) spinduliuotę, kurios bangos ilgis yra 10 μm (1.4 pav.).
Atmosfera sugeria didelę žemės paviršiaus spinduliavimo dalį. Pagrindinės ilgos bangos spinduliuotės absorbentai yra anglies dioksidas (C0 2) ir ypač vanduo (H 2 0), nes atmosferoje yra daug vandens. Debesys susideda iš skysčio (lašų), kietų (kristalų) ir dujinių (vandens garų) vandenų. Jie intensyviai sugeria ilgąją bangų spinduliuotę, veikiančią kaip izoliacinis sluoksnis, kaip ir šiltnamio stiklo sienos. Šis efektas vadinamas šiltnamio efektu.
Jei naktis yra drumstas, tai yra gana šiltas. Jei dangus yra debesuotas, tada dalis Žemės paviršiaus skleidžiamos energijos patenka į kosmosą ir naktis yra šalta.
Dienos metu energijos praradimas dėl ilgos bangos spinduliuotės yra nepastebimas, nes jį užblokuoja gaunama saulės energija. Debesys gali sugerti, atspindėti ir skleisti ilgalaikes spinduliuotes. Pati atmosfera skleidžia ilgalaikes spinduliuotes. Ši atmosferos ilgos bangos spinduliuotės dalis, nukreipta į Žemės paviršių, vadinama atmosferos spinduliuote.
Bangos ilgis, mikronas Fig. 1.4. Žemės radiacijos ir absorbcijos juostos
Tiesioginės ir difuzinės saulės spinduliuotės žymėjimas, kurį daugiausia sudaro 0,17–4 mikronų bangos ilgiai.
Saulės spindulių įtaka klimatui
Saulės emisijos spektras, stebimas virš Žemės ir jūros lygio atmosferos
Saulės spinduliuotė labai veikia Žemė tik dienos metu, tikrai kada Saulė yra aukščiau horizonto. Be to, saulės spinduliuotė yra labai stipri polius, poliarinių dienų laikotarpiu, kai saulė net vidurnakčio yra virš horizonto. Tačiau žiemą tose pačiose vietose Saulė visai nekyla virš horizonto ir todėl neturi įtakos regionui. Saulės spinduliuotė nėra yra užblokuotas debesys, ir todėl vis dar atvyksta į Žemę (su tiesiogine Saulės vieta virš horizonto). Saulės spinduliuotė yra ryškiai geltonos saulės ir šilumos spalvos derinys debesys. Saulės spinduliuotė persiunčiama į Žemę iki 2008 m spinduliuotėso ne metodas šilumos laidumas.
Gautos spinduliuotės kiekis dangiškasis kūnaspriklauso nuo atstumo tarp planetos ir žvaigždė - kai atstumas padvigubėja, iš žvaigždės į planetą gaunamos spinduliuotės kiekis sumažėja keturis kartus (proporcingai atstumui tarp planetos ir žvaigždės). Taigi netgi nedideli atstumai tarp planetos ir žvaigždės (priklausomai nuo ekscentriškumas orbitoje) žymiai pasikeičia į planetą patekusios spinduliuotės kiekis. Žemės orbitos ekscentriškumas taip pat nėra pastovus - per tūkstantmečius jis keičiasi, periodiškai formuodamas beveik tobulą ratąkartais ekscentriškumas siekia 5% (šiuo metu jis yra lygus 1,67%), t. y perihelionas Žemė šiuo metu gauna 1,033 daugiau saulės spindulių nei apheliair su didžiausiu ekscentriumu - daugiau nei 1,1 karto. Tačiau daug stipresnis gaunamos saulės spinduliuotės kiekis priklauso nuo sezonų pokyčių - šiuo metu bendras Saulės spindulių kiekis, patenkantis į Žemę, išlieka beveik nepakitęs, bet 65 ° Š platumos (šiaurinių miestų platuma) Rusijos, Kanados) vasarą gaunamų saulės spindulių kiekis yra daugiau nei 25% didesnis nei žiemą. Taip yra dėl to, kad Žemė yra pakreipta 23,3 laipsnių kampu, lyginant su Saule. Žiemos ir vasaros pokyčiai yra abipusiai kompensuojami, tačiau, kadangi auga stebėjimo vietos platuma, atotrūkis tarp žiemos ir vasaros tampa vis labiau pusiaujo tarp žiemos ir vasaros nėra skirtumo. Dėl Arkties ratas vasarą saulės spinduliavimas yra labai didelis, o žiemą jis yra labai mažas. Jis sudaro klimatas žemėje. Be to, periodiški ekscentriškumo pokyčiai orbita Žemė gali sukelti įvairių geologinių epochų atsiradimą: pavyzdžiui, ledynmetis.
|
Vidutinis dienos saulės spindulių kiekis, kWh / mІ |
|||||||||||||||||
|
Longyear |
Murmanskas |
Archangelskas |
Jakutskas |
Sankt Peterburgas |
Maskva |
Novosibirskas |
Berlynas |
Ulan-Ude |
Londonas |
Chabarovskas |
Rostovas prie Dono |
Sočis |
Rasti |
Niujorkas |
Madridas |
Aswan |
|
Literatūra
1. S. Romanovas, A. Trotsenko, B. Fomin Naudojimas
2. Daugybė saulės spinduliuotės perdavimo aprašymo metodų
išsklaidymo atmosferoje, kurioje yra griežtas selektyvumas
dujų absorbcija. // Prognozuoti IAE juos Kurchatov I.V. 5304/1,
Maskva 1991.
3. Radiacijos procesų atmosferoje pagrindai. - L:
Hydrometeoizdat, 1984.
4. Sevastyanenko V.G. Šilumos perdavimas spinduliuotėje
spektrą. // Diss. Fizikos ir matematikos gydytojas - ITAM. Novosibirskas
Paskelbta „Allbest.ru“
...Panašūs dokumentai
Ozonosfera yra svarbiausia atmosferos sudedamoji dalis, turinti įtakos klimatui ir sauganti visą gyvenimą Žemėje nuo saulės ultravioletinės spinduliuotės. Ozono skylių formavimas Žemės ozono sluoksnyje. Cheminiai ir geologiniai oro taršos šaltiniai.
santrauka, pridėta 2012.06.05
Galimybė naudoti saulės ir vėjo energiją kartu su tradiciniu energijos šaltiniu, taip pat savarankiškas energijos tiekimas, kuriuo dalijamasi saulės ir vėjo energija. Palyginti ekonomiškesnį vėjo ir saulės energijos naudojimą.
egzaminas, pridėtas 2013 03 03
Sumažėjusi stratosferos ozono koncentracija. Kas yra ozono skylė ir jos formavimo priežastys. Ozonosferos sunaikinimo procesas. Ultravioletinės spinduliuotės absorbcija iš saulės. Antropogeninė atmosferos tarša. Geologiniai taršos šaltiniai.
pristatymas pridedamas 2012 m
Atmosferos sudėtis ir struktūra. Pagrindiniai šilumos šaltiniai, žemės paviršiaus šildymas ir atmosferos bei oro temperatūra. Vanduo atmosferoje, debesų susidarymas ir krituliai. Atmosferos slėgis, vėjai, jų tipai. Oras ir jo prognozavimas. Klimato samprata.
santrauka, pridėta 2010 08 15
Žemės klimato svyravimų priežastys, išreikštos statistiškai reikšmingais oro parametrų nuokrypiais. Dinaminiai procesai Žemėje, saulės spinduliuotės intensyvumo ir žmogaus veiklos svyravimai. Pasaulio vandenyno lygio kintamumas.
pristatymas pridedamas 2017 m
Ultravioletinės spinduliuotės poveikis trofiniams, reguliavimo ir medžiagų apykaitos procesams augaluose ir gyvuose organizmuose. Ozono skylių priežastys ir jų poveikis žmonių sveikatai. Visuotinis ultravioletinės spinduliuotės intensyvumo pasiskirstymas.
egzaminas, pridėtas 2011-01-28
Radioaktyviosios taršos šaltiniai. Aplinkosaugos klausimai šiluminė energija ir hidroenergija. Potvynių elektrinės ir jų aplinkos vertinimas. Vėjo energijos naudojimo istorija. Saulės spinduliavimo energijos naudojimo aplinkai vertinimas.
santrauka, pridėta 2014 m
Dujos, kurios yra atmosferos dalis; jų procentas atmosferoje ir jų tarnavimo laikas. Įvairių deguonies, azoto ir anglies dioksido ekosistemų vaidmuo ir svarba gyvenime. Gyvų organizmų ozono apsauga nuo žalingos ultravioletinės spinduliuotės.
santrauka, pridėta 2014 m
Spinduliuotės neigiamo poveikio gyvųjų organizmų sveikatai laipsnis ir pobūdis. Spinduliuotės dozių tipai: poveikis, sugeriamas, lygiavertis ir veiksmingas. Išorinis ir vidinis natūralus poveikis. Radiacinis lygis Černobylio AE srityje.
pristatymas pateiktas 2014-09-04
Vandens išteklių naudojimas. Vandens tarša. Hidrosferos - Žemės vandens sluoksnis, įskaitant vandenynus, jūrą, upes, ežerus, požeminį vandenį ir ledynus, sniego dangą, taip pat vandens garus atmosferoje. Vandens masių pasiskirstymas Žemės hidrosferoje