Випромінювання Сонця - сонячна радіація - є основним джерелом теплової енергії, одержуваної земною поверхнею і атмосферою. Земля отримує від Сонця 1,36-10 24 калтепла в рік. Цієї кількості достатньо було б, щоб розтопити шар льоду товщиною 35 см, суцільно покриває Землю при 0 °.
Потік теплової променевої енергії Сонця, що досягає земної атмосфери, відрізняється великою постійністю. Його інтенсивність, рівну 1,98 кал / см 2 хв,називають сонячної постійної.Як було встановлено раніше, кількість сонячної радіації, що отримується поверхнею, залежить від кута падіння променів. Так як протягом року і доби висота Сонця змінюється, то змінюється і кут падіння сонячних променів на земну поверхню, а отже, і кількість одержуваного сонячного тепла.
Радіацію, що приходить до земної поверхні безпосередньо від Сонця, називають прямий.Проходячи через атмосферу, сонячна радіація частиною поглинається, перетворюючись в теплову енергію. Зустрічаючись з молекулами газу і зваженими в атмосфері частинками, сонячні промені відхиляються від прямолінійного напряму і розсіюються. Така радіація називається розсіяною.Вона є причиною розсіяного денного світла.
Кількість поглиненої і розсіяною радіації залежить від товщини атмосфери через яку проходять сонячні промені, і від її прозорості. Прозорість атмосфери - величина змінна і залежить від вмісту в повітрі водяної пари і зважених часток.
Всю сонячну радіацію, що приходить до земної поверхні, пряму і розсіяну, називають сумарноїрадіацією. Її інтенсивність виражається формулою
де I - інтенсивність прямий радіації, i - інтенсивність розсіяної радіації, h - висота Сонця.
Співвідношення між прямої і розсіяної радіацією змінюється в залежності від хмарності, запиленості атмосфери і висоти Сонця. При ясному небі частка розсіяної радіації не перевищує 10%, при хмарному - розсіяна радіація може бути більше прямий. При малій висоті Сонця сумарна радіація складається майже повністю з розсіяною.
Розподіл сумарної радіації по земній поверхні не строго зонально, так як вона залежить від хмарності і прозорості атмосфери. У малохмарною тропічної пустелі річна кількість сумарної радіації сягає 200-220 ккал / см 2,в полярних країнах її значення падає до 60 ккал / см 2.
Сонячна радіація, потрапляючи на земну поверхню, частково поглинається у верхньому шарі грунту або води і частково відбивається назад в атмосферу. Відношення кількості радіації, відбитої від поверхні, до кількості радіації, що падає на цю поверхню, називається альбедо. Альбедо залежить від кольору, вологості, шорсткості і інших властивостей поверхні. Який щойно випав сніг має альбедо більше 80%, верхня поверхня хмар - 50-75%, пустеля 30-35%, лугова рослинність - близько 20%, ліс - близько 15%, свіжозораному рілля - менше 10%. Альбедо водної поверхні змінюється від 2 до 80%, залежно від висоти Сонця і хвилювання.
Чим вище температура випромінюючого тіла, тим коротше довжина хвиль його випромінювання. Тому сонячна радіація короткохвильова (від 0,1 до 4 мк),а земна - довгохвильова (від 4 до 100 мк).Земна радіація в значній мірі затримується атмосферою (водяною парою, вуглекислим газом, озоном). Поглинаючи частину сонячної і земної радіації, атмосфера випромінює теплову енергію в світовий простір і до земної поверхні. Останнє називається зустрічним випромінюванням. Різниця між випромінюванням земної поверхні і зустрічним випромінюванням визначає фактичну втрату тепла земною поверхнею і називається ефективним випромінюванням.Здатність атмосфери пропускати короткохвильове випромінювання Сонця і затримувати довгохвильове випромінювання Землі називають оранжерейним ефектом.Завдяки оранжерейному ефекту середня температура земної поверхні на 38 ° вище, ніж вона була б при відсутності атмосфери.
Земна поверхня одночасно отримує і віддає радіацію. Різниця між приходом радіації (поглиненої сумарною радіацією) і її витратою (ефективним випромінюванням) називається радіаційним балансом земної поверхні. Радіаційний баланс визначається з рівняння
де А- альбедо, 1 Е- ефективне випромінювання.
Радіаційний баланс для всієї Землі позитивний, крім крижаних плато Антарктиди і Гренландії. На море він більше, ніж на суші, так як альбедо суші вище, ніж моря. Позитивне значення радіаційного балансу не означає, що земна поверхня безперервно нагрівається. Надлишок поглиненої радіації врівноважується передачею тепла в повітря і витратою тепла на випаровування води.
Частина сонячної радіації є видиме світло. Тим самим Сонце є для Землі, але і світла, важливого для життя на нашій планеті.
Промениста енергія Сонця перетворюється в тепло частково в самій атмосфері, але головним чином на земній поверхні, де вона йде на нагрівання верхніх шарів грунту і води, а від них - і повітря. Нагріта земна поверхня і нагріта атмосфера в свою чергу випромінюють невидиму інфрачервону радіацію. Віддаючи радіацію в світовий простір, земна поверхня і атмосфера охолоджуються.
Досвід показує, що середні річні температури земної поверхні і атмосфери в будь-якій точці Землі мало змінюються від року до року. Якщо розглядати температурні умови на Землі за тривалі багаторічні проміжки часу, то можна прийняти гіпотезу, що Земля знаходиться в тепловій рівновазі: прихід тепла від Сонця врівноважується його втратою в космічний простір. Але так як Земля (з атмосферою) отримує тепло, поглинаючи сонячну радіацію, і втрачає тепло шляхом власного випромінювання, то гіпотеза про тепловому рівновазі означає одночасно, що Земля знаходиться і в променистому рівновазі: приплив короткохвильового радіації до неї врівноважується віддачею довгохвильової радіації в світовий простір .
Який спектральний склад сонячної радіації? Який спектральний склад випромінювання Землі?
Видиме світло займає вузький інтервал довжин хвиль. Однак в цьому інтервалі полягає половина всієї сонячної променевої енергії. На інфрачервоне випромінювання припадає 44%, а на ультрафіолетове - 9% всієї променевої енергії.
Розподіл енергії в спектрі сонячної радіації до надходження її в атмосферу в даний час відомо досить добре завдяки вимірюваннях зі супутників.
Верхні шари грунту і води, сніговий покрив і рослинність самі випромінюють довгохвильову радіацію; цю земну радіацію частіше називають власним випромінюванням земної поверхні.
Що розуміють під сонячної постійної? Як вона змінюється з плином року на верхній межі атмосфери?
Нерозсіяних і непоглощенная в атмосфері пряма сонячна радіація досягає земної поверхні. Невелика її частка відбивається від неї, а велика частина радіації поглинається земною поверхнею, в результаті чого земна поверхня нагрівається. Частина розсіяної радіації також досягає земної поверхні, - частково від неї відбивається і частково нею поглинається. Інша частина розсіяної радіації йде вгору, в міжпланетний простір.
Що називається прямий сонячною радіацією?Радіацію, що приходить до земної поверхні безпосередньо від диска Сонця, називають прямою сонячною радіацією. Сонячна радіація поширюється від Сонця в усіх напрямках. Але відстань від Землі до Сонця так велико, що пряма радіація падає на будь-яку поверхню на Землі у вигляді пучка паралельних променів, що виходить як би з нескінченності. Легко зрозуміти, що максимально можливе в даних умовах кількість радіації отримує одиниця площі, розташована перпендикулярно до сонячних променів.
Які зміни відбуваються з сонячною радіацією при проникненні її в атмосферу?
Перетворення енергії сонячної радіації після її поглинання на земній поверхні і в А. складають тепловий баланс Землі. Головне джерело тепла для А. - земна поверхня, що поглинає основну частку сонячної радіації. Оскільки поглинання сонячної радіації в А. менше втрати тепла з А. в світовий простір довгохвильовим випромінюванням, то радіаційний витрата тепла заповнюється припливом тепла до А. від земної поверхні у формі турбулентного теплообміну і приходом тепла в результаті конденсації водяної пари в А. Так як підсумкова величина конденсації у всій А. дорівнює кількості опадів, що випадають, а також величиною випаровування з земної поверхні, прихід конденсаційного тепла в А. чисельно дорівнює витраті тепла на випар на поверхні Землі.
Деяка частина енергії сонячної радіації витрачається на підтримку загальної циркуляції А. і на інші атмосферні процеси, проте ця частина незначна в порівнянні з основними складовими теплового балансу.
Які речовини є найбільш сильними поглиначами сонячної радіації і в яких ділянках спектра?
На верхню межу атмосфери сонячна радіація приходить у вигляді прямої радіації. Близько 30% падаючої на Землю прямої сонячної радіації відбивається назад в космічний простір. Решта 70% надходять в атмосферу.
Близько 26% енергії загального потоку сонячної радіації перетворюється в атмосфері в розсіяну радіацію. близько
2/3 розсіяною радіації приходить потім до земної поверхні. Але це буде вже особливий вид радіації, істотно відмінний від прямої радіації. По-перше, розсіяна радіація приходить
до земної поверхні не від сонячного диска, а від усього небесного зводу.
По-друге, розсіяна радіація відмінна від прямої по спектрального складу, так як промені різних довжин хвиль розсіюються в різному ступені.
Закони розсіювання виявляються суттєво різними в залежності від співвідношення довжини хвилі сонячного випромінювання і розміру розсіюють частинок.сильним поглиначем сонячної радіації є озон. Він поглинає ультрафіолетову і видиму сонячну радіацію. Незважаючи на те що його вміст у повітрі дуже мало, він настільки сильно поглинає ультрафіолетову радіацію в верхніх шарах атмосфери, що в сонячному спектрі в земної поверхні хвилі коротше 0,29 мкм взагалі не спостерігаються.
Сильно поглинає радіацію в інфрачервоній області спектра діоксид вуглецю (вуглекислий газ), але його зміст в атмосфері поки мало, тому поглинання їм прямий сонячної радіації в загальному невелика.
Як відбувається розсіювання сонячної радіації? Які явища з цим пов'язані?
Розсіювання - це фундаментальне фізичне явище взаємодії світла з речовиною. Воно може відбуватися на всіх довжинах хвиль електромагнітного спектру в залежності від відношення розміру розсіюють частинок до довжини хвилі падаючого випромінювання. При розсіянні частка, що знаходиться на шляху поширення електромагнітної хвилі, безперервно «витягує» енергію з падаючої хвилі і перевипромінює її в усіх напрямках. Таким чином, частку можна розглядати як точковий джерело розсіяною енергії. Сонячне світло, що йде від диска Сонця, проходячи через атмосферу, внаслідок розсіювання змінює свій колір. Розсіювання сонячної радіації в атмосфері має величезне практичне значення, так як створює розсіяне світло в денний час.
- Що називається атмосферою? Що ви знаєте про джерела енергії атмосферних процесів?
Практично єдиним джерелом енергії для всіх фізичних процесів, що розвиваються в А., є сонячна радіація. Головна особливість радіаційного режиму А. - т. Зв. парниковий ефект: А. слабо поглинає короткохвильову сонячну радіацію (велика її частина досягає земної поверхні), але затримує довгохвильове (цілком інфрачервоне) теплове випромінювання земної поверхні, що значно зменшує тепловіддачу Землі в космічний простір і підвищує її температуру.
Що таке погода? Якими величинами і явищами характеризується погода? Погода - сукупність значень метеорологічних елементів і атмосферних явищ, які спостерігаються в певний момент часу в тій чи іншій точці простору. Поняття «Погода» відноситься до поточного стану атмосфери, на противагу поняттю «Клімат», яке відноситься до середнього стану атмосфери за тривалий період часу. Якщо немає уточнень, то під терміном «Погода» розуміють погоду на Землі. Погодні явища протікають в тропосфері (нижній частині атмосфери) і в гідросфері.
Виділяють періодичні і неперіодичні зміни погоди. Періодичні зміни погоди залежать від добового і річного обертання Землі. Неперіодичні обумовлені переносом повітряних мас. Вони порушують нормальний хід метеорологічних величин (температура, атмосферний тиск, вологість повітря і т.д.). Розбіжності фази періодичних змін з характером неперіодичних призводять до найбільш різких змін погоди.
Можна виділити два типи метеорологічної інформації:
первинну інформацію про поточну погоду, одержувану в результаті метеорологічних спостережень.
інформацію про погоду у вигляді різних зведень, синоптичних карт, аерологічних діаграм, вертикальних розрізів, карт хмарності і т. д.
Звичайні погодні явища на Землі - це вітер, хмари, атмосферні опади (дощ, сніг, град і т. Д.), Тумани, грози, пилові бурі і хуртовини. Більш рідкісні явища включають в себе стихійні лиха, такі як торнадо та урагани. Майже всі погодні явища відбуваються в тропосфері (нижня частина атмосфери).
Відмінності в фізичних властивостях повітряних мас виникають через зміну кута падіння сонячних променів в залежності від широти і віддаленості регіону від океанів. Велика відмінність температур між арктичним і тропічним повітрям є причиною наявності висотних струменевих течій. Баричне освіти в середніх широтах, такі як внетропические циклони, утворюються при розвитку хвиль в зоні висотного струменевої течії. Оскільки вісь Землі нахилена відносно площини її орбіти, кут падіння сонячних променів залежить від пори року. В середньому щорічна температура на поверхні Землі змінюється в межах ± 40 ° C. Протягом сотень тисяч років зміна орбіти Землі впливає на кількість і розподіл сонячної енергії на планеті, визначаючи довгостроковий клімат.
Різниця температур на поверхні в свою чергу викликає різницю в поле атмосферного тиску. Гаряча поверхня нагріває що знаходиться над нею повітря, розширює його, знижуючи тиск і щільність повітря. Отриманий горизонтальний градієнт тиску прискорює повітря в бік низького тиску, створюючи вітер. А внаслідок роботи ефекту Коріоліса при обертанні Землі відбувається закручування потоку. Прикладом простої погодної системи є прибережні бризи, а складною - осередок Хадлея.
Дайте визначення клімату. Що розуміється під локальним і глобальним кліматом?
- Що таке метеорологічна мережа? Яка програма спостережень на метеорологічних станцій? метеоролог і чна мережу
, Сукупність метеорологічних станцій, що ведуть спостереження за єдиною програмою і в строго встановлені терміни для вивчення погоди, клімату і рішення ін. Прикладних і наукових завдань.
Розрізняють аналогові і цифрові метеорологічні станції.
На класичної (аналогової) метеостанції є:
термометр для вимірювання температури повітря і грунту
барометр для вимірювання тиску
гігрометр для вимірювання вологості повітря
анеморумбометр (або флюгер) для вимірювання швидкості і напряму вітру
опадомір для вимірювання опадів
плювіограф для безперервної реєстрації опадів на період рідких опадів
термограф для безперервної реєстрації температури повітряНа метеорологічних станціях основного типу реєструються такі метеорологічні величини:
Температура повітря на висоті 2 м над земною поверхнею;
Атмосферний тиск;
Вологість повітря - парціальний тиск водяної пари в повітрі і відносна вологість;
Вітер - горизонтальний рух повітря на висоті 10 -12 м над земною поверхнею (вимірюється його швидкість і визначається напрямок, звідки дме вітер);
Кількість опадів, що випали з хмар, їх типи (дощ, мряка, сніг та ін.);
Хмарність - ступінь покриття неба хмарами, типи хмар за міжнародною класифікацією, висота нижньої межі хмар, найближчих до земної поверхні;
- наявність і інтенсивність різних осадів, що утворюються на земній поверхні і на предметах (роси, інею, ожеледі та ін.), А також туману;Горизонтальна видимість - відстань, на якому перестають відрізнятися обриси предметів;
Тривалість сонячного сяйва;
Температура на поверхні грунту і на кількох глибинах в грунті;
Стан поверхні грунту;
Висота і щільність снігового покриву.
На деяких станціях вимірюється випаровування води з водних поверхонь або з грунту.
Реєструється також метеорологічні та оптичні явища: хуртовини, шквали, смерчі, імла, пилові бурі, грози, тихі електричні розряди, полярні сяйва, веселка, кола і вінці навколо дисків світил, міражі і ін.
На берегових метеорологічних станціях проводяться також спостереження над температурою води і хвилюванням водної поверхні. Програма спостережень на судах відрізняється від спостережень на сухопутних станціях тільки в деталях. У програму роботи станцій, що мають певний виробничий профіль, наприклад агрометеорологічних, авіаційних та інших, включаються додаткові спостереження, пов'язані зі специфікою обслуговування, відповідної галузі народного господарства (сільського господарства, авіації і т. П.).
Не всі метеорологічні величини спостерігаються в кожен термін спостережень. Наприклад, кількість опадів вимірюється чотири рази на добу, висота снігового покриву - один раз на добу, щільність снігу - один раз в п'ять або десять днів і т.д.
Крім метеорологічних станцій існує набагато більш численна мережа метеорологічних постів, на яких виробляються спостереження тільки над опадами і сніжним покровом, так як для оцінки розподілу цих величин потрібна більш густа мережа спостережень.
В програми спостережень обсерваторій і ряду спеціальних станцій входять ще спостереження над сонячною радіацією, земним випромінюванням, відбивними властивостями поверхні землі і води; спостереження над температурою і вологістю повітря на різних висотах в приземному шарі повітря (градієнтні спостереження); вимірювання вмісту в повітрі пилу, хімічних домішок, радіоактивних продуктів і ін .; атмосферно-електричні спостереження над іонізацією повітря, тобто над змістом в ньому електрично заряджених частинок, і над вимірами електричного поля атмосфери.
Мета і завдання створення ВКП (розшифруйте абревіатуру)?
ВКП об'єднує чотири взаємопов'язані програми: Світову організацію програму дослідження клімату, Світову організацію програму застосування знань про клімат, Світову організацію програму дослідження впливу клімату на діяльність людини і Всесвітню програму кліматичних даних. Координація всіх робіт за цими програмами покладено на спеціально створене при Секретаріаті ВМО Бюро ВКП. Наукові аспекти ВКП обговорюються Об'єднаним науковим комітетом До складу комітету входять радянські вчені академік А. М. Обухів і професор М. А. Петросянц. Визначено основні напрямки намічаються досліджень. Зокрема, передбачається вивчення механізму зворотного зв'язку між хмарністю і радіацією, процесів взаємодії океану і атмосфери, розробка моделі клімату і здійснення ряду експериментів. Передбачається залучення до виконання програми досліджень Наукового комітету по дослідженню океану (СКОР), Комітету з космічних досліджень (КОСПАР), Міжнародної асоціації метеорології і фізики атмосфери (МАМФА).
Велика увага приділяється в ВКП вдосконалення методики досліджень, розширення робіт з прикладної кліматології і задоволенню потреб народного господарства в кліматичних даних, підготовці архівних матеріалів по клімату земної кулі.
Всесвітня програма дослідження клімату (ВПІК)
А Я. Толкачов (НОК Росії)
У 1980 році почалося здійснення Всесвітньої кліматичної програми (ВКП) під егідою Всесвітньої метеорологічної організації (ВМО), Міжурядової океанографічної комісії (МОК) ЮНЕСКО, Міжнародної наукової ради (МСНС) і Організації ООН з навколишнього середовища (ЮНЕП). найважливішим елементом ВКП є міжнародна наукова програма - Всесвітня програма дослідження клімату (ВПІК). Результати наукових досліджень в рамках програми ВПІК використовуються Міжурядовою групою експертів зі зміни клімату ВПІК здійснюється під егідою трьох міжнародних організацій: Всесвітньої метеорологічної організації (ВМО), Міжурядової океанографічної комісії (МОК) ЮНЕСКО і Міжнародної наукової ради (МСНС).Основні цілі ВПІК:
Визначити передбачуваність клімату.
Визначити вплив людини на клімат.
Яка наука називається метеорологією? Сформулюйте етапи формування метеорології як науки.
Атмосферні процеси супроводжуються перерозподілом величезних кількостей енергії (в кінцевому рахунку всі види енергії - тепло). Для нашої планети існують три потенційних джерела теплової енергії: промениста енергія Сонця (сонячна радіація), енергія зірок і сонячна, відбита від Місяця, і, нарешті, внутрішнє тепло остигає Землі, яке надходить на поверхню в результаті тектонічних процесів з термальними водами, гейзерами і ін . Енергія зірок і внутрішнє тепло Землі мізерно мало в порівнянні з сонячною радіацією, тому променисту енергію Сонця розглядають як єдине джерело всіх енергетичних процесів на Землі.
Розподіл енергії в спектрі Сонця по довжинах хвиль нерівномірно. Його можна апроксимувати законом Планка. Близько 99% сонячної енергії припадає на довжини хвиль γ від 0,1 до 4 мкм. Ці хвилі називаються короткими. Тільки один відсоток сонячної енергії припадає на довгі хвилі (γ\u003e 4 мкм). У короткохвильовому ділянці сонячного спектра можна виділити ультрофіолетові хвилі (0,1 - 0,4 мкм), видимі хвилі (0,4 - 0,78 мкм) і ближні інфрачервоні хвилі (0,78 - 4 мкм). На видимий ділянку сонячного спектра припадає майже половина енергії, випромінюваної Сонцем. У видимій ділянці спектра найкоротші фіолетові хвилі, а найдовші - червоні.
На ультрафіолетову частину припадає близько 5%, видиму - 52% і на інфрачервону - 43%. У видимій ділянці спектра найкоротші фіолетові хвилі. Максимум сонячного випромінювання доводиться на хвилі довжиною 0,47 мкм, що відповідає синьо-блакитному долі сонячного спектра. Найдовші хвилі - червоні.
У поверхні Землі на ультрафіолетову частину спектру припадає близько 1%, видиму - близько 40% і інфрачервону - близько 60%. Максимум випромінювання тут доводиться на довжини хвиль близько 0,56 мкм, що відповідає жовто-зеленого ділянці спектра.
Сонячна радіація в атмосфері поглинається переважно озоном (ультрафіолетові промені), водяною парою і вуглекислим газом, також хмарами і твердими частинками домішок. У сонячному спектрі у Землі не спостерігається хвилі коротше 0,29 мкм.
атмосферне повітря - оптично неоднорідна среда, що розсіює променисту енергію Сонця. В результаті чого, наприклад, висвітлюються місця, куди не проникають прямі сонячні промені. Розсіювання променевої енергії в атмосфері відбувається двояко: на молекулах і в аерозолі. Інтенсивність молекулярного і аерозольного розсіювання різні. В результаті цього процентний вміст променів різної довжини хвиль постійно змінюється, змінюється і колір небесної сфери, сонячного диска і ін. Електромагнітне короткохвильове випромінювання Сонця надходить до земної поверхні у вигляді прямий радіації, розсіяної і сумарної.
5. Теплообмін океану і атмосфери.
Температура поверхні Землі в середньому становить 15 ° (288 К). Маючи таку температуру, Земля випромінює в атмосферу в основному длинноволновую інфрачервону (теплову) радіацію. Довжина хвилі, на яку припадає максимум енергії, становить 10 мкм.
Атмосфера поглинає значну частину довгохвильового випромінювання земної поверхні. Основними поглиначами довгохвильової радіації є вуглекислий газ (СО 2) і особливо вода (Н 2 О), оскільки води в атмосфері багато. Хмари складаються з рідкої (краплі), твердої (кристали) і газоподібної (водяна пара) води. Вони інтенсивно поглинають довгохвильове випромінювання Землі, діючи як ізоляційний шар, подібно скляних стінках парника. Такий вплив носить назву парникового ефекту.
тепловий стан земної поверхні може характеризуватися, таким чином, різницею між теплом поглинутим і ефективним випромінюванням. Ця різниця називається радіаційним балансом. Радіаційний баланс може бути як позитивним, так і негативним. Він переходить від позитивних денних до негативних нічним значенням перед заходом Сонця при висотах його 10-15 °. Наявність снігового покриву збільшує цей кут до 20-25 °. Радіаційний баланс моря на 10-20% більше балансу суші за рахунок менших значень альбедо води, так як ефективне випромінювання цих поверхонь практично однаково. Середнє багаторічне значення радіаційного балансу дорівнює нулю.
Велика частина сонячної енергії поглинається земною поверхнею, яка внаслідок своєї фізичної неоднорідності (океан, суша, відмінності в рельєфі, холодні і теплі течії і т. Д.) Нагрівається неоднаково. По-різному буде нагріватися і атмосферне повітря, що прилягає до цієї поверхні. Більш теплі обсяги повітря (як більш легкі) будуть підніматися вгору, а більш холодні - опускатися вниз. Переміщення повітря за рахунок різниці щільності будуть носити турбулентний характер і тим інтенсивніше, чим швидше падає температура повітря з висотою. Така турбулентність носить назву термічної турбулентності, або конвекції. Таким чином, тепло від ПП до атмосфери передається разом з молекулярної і конвективної теплопровідністю.
Вплив радіаційних факторів на вантажі, що перевозяться.
У тропічних широтах вдень корпус судна в результаті поглинання сонячної радіації сильно перегрівається. Безпосередньо на палубних перекриттях температура може досягати 60-70 ° С. Це справляє помітний вплив на вантажі, чутливі до високих температур. Змінюється температурно-вологісний режим і в трюмах під палубою. У нічний час, при негативному радіаційному балансі, корпус судна може стати холодніше зовнішнього повітря. Тоді температура охолоджуються поверхонь може опуститися нижче точки роси трюмного повітря. Такі коливання особливо великі в трюмах, розташованих над ватерлінією.
6. Температурні градієнти і стратифікація атмосфери.Всі метеорологічні елементи змінюються в просторі і в часі, т. Е. Є функціями координат точки і часу. Просторовий розподіл метеорологічних елементів називають полями цих елементів. Мінливість метеорологічного елемента в просторі зручно характеризувати градієнтом цього поля. Градієнтом метеорологічного поля називається падіння цієї величини по нормалі до поверхні рівного значення цієї величини, розраховане на одиницю відстані.
Для практичних цілей недоцільно оперувати просторовими градієнтами метеорологічних елементів, а знаходять їх проекції на горизонтальну (уровенную) поверхню - горизонтальний градієнт і вертикальну вісь - вертикальний градієнт. Вертикальний температурний градієнт --- позначається γ і одиницею виміру для нього є градус температури на 100 м висоти. Горизонтальний температурний градієнт - 
вимірюється в градусах на градус меридіана (приблизно 100 км).
Падіння температури з висотою в середньому становить 0,65 ° С на 100 м висоти. Зменшення температури з висотою пояснюється наявністю снігових шапок на вершинах гір навіть в екваторіальних широтах. Це є основною причиною того, що абсолютний мінімум температури на поверхні Землі (-89 ° С) спостерігається саме в південній півкулі, в центрі Антарктиди, де висота над рівнем моря становить понад 4000 м. У північній півкулі абсолютний мінімум темпертури становить -69 ° С . Спостерігається він у Якутії, приблизно на рівні моря.
Стратифікація атмосфери і погода.
За умови, якщо подстилающая поверхню тепла, а повітря холодне, температура з висотою швидко падає (більше 1 ° С на 100 м висоти) в атмосфері розвиваються вертикальні руху. Така стратифікація (розподіл температури з висотою) називається нестійкою (Рис.5).
Тепле повітря піднімається вгору, виникає термічна конвекція. Можливе утворення і розвиток конвективної хмарності з усіма супутніми явищами (зливовими опадами, градом і т.д.).
Нестійкий стратифікована повітря в екваторіальних широтах. У помірних широтах нестійка стратифікація спостерігається в тилових частинах циклонів і межують з ними антициклонів. Видимість там хороша за винятком зони опадів, що випадають.
при инверсионном розподілі температури з висотою стратифікація повітря стійка. Інверсія може утворюватися безпосередньо у поверхні Землі в результаті радіаційного охолодження самого нижнього шару повітря, або в деякому віддаленому від поверхні Землі шарі (рис.4). Причиною стійкої стратифікації може бути адвекція (горизонтальний перенос) теплій повітряній маси над шаром холодного повітря або ж результат опускання і нагрівання повітря. Такий стійкий шар в атмосфері утворює як би стелю для конвекції, через який вона пробитися не може. Під інверсією скупчуються домішки, ядра конденсації, водяні пари, принесеними сюди конвективними струмами з нижніх шарів атмосфери. Інверсія є верхньою межею, нижче якого утворюється шарувата або шарувато-купчасті хмарність.
Стратифікація атмосфери буде стійкої і при изотермии, Тобто при сталості температури з висотою, і навіть при падінні температури з висотою, якщо це падіння менше, ніж 1 ° С на 100 м висоти. Стійка стратифікація перешкоджає розвитку вертикальних рухів. За таких умов неможливе утворення і розвиток конвективної хмарності. У холодну пору року при стійкій стратифікації утворюються тумани. В усі пори року з такою стратифікацією пов'язано погіршення видимості, збільшення концентрації домішок в атмосфері.
ПЛАН Електромагнітна радіація, спектральний склад сонячної радіації, закони випромінювання, теплове і променисте рівновагу Землі. Сонячна постійна, пряма сонячна радіація, зміна сонячної радіації в атмосфері і на земній поверхні, поглинання і розсіяння сонячної радіації в атмосфері, явища, пов'язані з розсіюванням радіації: розсіяне світло, колір неба, сутінки і зоря, видимість, закон ослаблення радіації в атмосфері , коефіцієнт прозорості, фактор мутності. Добовий хід прямої і розсіяної радіації. Сумарна радіація. Відображення радіації і альбедо, Планетарне альбедо Землі Поглинена радіація. Випромінювання земної поверхні, зустрічне випромінювання, ефективне випромінювання ,. "Парниковий ефект. Що йде радіація, радіаційний баланс земної поверхні
Радіація перенесення електромагнітних хвиль за прямими лініями зі швидкістю світла (300 км / с) Сонце-основне джерело надходить на землю радіації електромагнітні хвилі-поширюються в просторі коливання, т, е періодичні зміни електричних і магнітних сил в кожній точці простору довжина хвилі-відстань між сусідніми максимумами (мінімумами)]] частота коливань v- число коливань в секунду C = λv швидкість поширення коливань
Теплове і променисте рівновагу Землі промениста енергія Сонця - практично єдиним джерелом тепла для поверхні Землі і для її атмосфери частину сонячної радіації - видиме світло, сонце-джерело світла промениста енергія Сонця - перетворюється в тепло частково в самій атмосфері, але в основному на земній поверхні- на нагрівання верхніх шарів грунту і води, а від їх і повітря -нагретая земна поверхня і нагріта атмосфера-випромінювання невидимої інфрачервоної радіації, віддаючи цю радіацію в світовий простір, земна поверхня і атмо фера охолоджуються. теплова рівновага - прихід тепла урівноважується його втратою променисте рівновагу - приплив радіації до неї врівноважується віддачею радіації в світовий простір
0,76-до невизначеного верхньої межі, "title =" (! LANG: Електромагнітний спектр- розподіл електромагнітної радіації по довжинах хвиль ультрафіолетовая- 0,01-0,39 мкм, невидима видиме світло -0,40 (фіолетовий) -0, 76 мкм (червоний), сприймається оком Інфракрасная-\u003e 0,76-до невизначеного верхньої межі," class="link_thumb"> 6 !} Електромагнітний спектр- розподіл електромагнітної радіації по довжинах хвиль ультрафіолетовая- 0,01-0,39 мкм, невидима видиме світло -0,40 (фіолетовий) -0,76 мкм (червоний), сприймається оком Інфракрасная-\u003e 0,76-до невизначеного верхньої межі, умовно до 500 або 1000 мкм, невидима 0,76-до невизначеного верхньої межі, "\u003e 0,76-до невизначеного верхньої межі, умовно до 500 або 1000 мкм, невидима"\u003e 0,76-до невизначеного верхньої межі, "title =" (! LANG: Електромагнітний спектр- розподіл електромагнітної радіації по довжинах хвиль ультрафіолетовая- 0,01-0,39 мкм, невидима видиме світло -0,40 (фіолетовий) -0,76 мкм (червоний), сприймається оком Інфракрасная-\u003e 0,76-до невизначеного верхньої межі,"> title="Електромагнітний спектр- розподіл електромагнітної радіації по довжинах хвиль ультрафіолетовая- 0,01-0,39 мкм, невидима видиме світло -0,40 (фіолетовий) -0,76 мкм (червоний), сприймається оком Інфракрасная-\u003e 0,76-до невизначеного верхньої межі,"> !}
У метеорології Короткохвильова Радиация- в діапазоні довжин хвиль від 0,1 до 4 мк -включає: видимого світло + найближчу до нього по довжинах хвиль ультрафіолетову та інфрачервону радіацію довгохвильова радіації земної поверхні і атмосфери з довжинами хвиль від 4 до мк сонячна радіація на 99% -коротковолновая радіація
Закони випромінювання закон планка- розподіл енергії в спектрі випромінювання абсолютно чорного тіла по довжинах хвиль-енергія в кожному інтервалі довжин хвиль залежить тільки від температури випромінювача закон випромінювання Кірхгофа:-відношення випромінювальної здатності будь-якого тіла до його поглинальної здатності однаково для всіх тіл при даній температурі для даної частоти і не залежить від їх форми і хімічної природи. Закон Вина (Закон зміщення): -вираження зв'язку довжини хвилі максимального випромінювання λ макс абсолютно чорного тіла з його абсолютною температурою Т: λ макс = в / T, де в- постійна Вина Закон Стефана Больцмана: -вираження для повного потоку випромінювання абсолютно чорного тіла в залежності від його абсолютної температури Т, де
Сонячна постійна Кількісна міра сонячної радіаціі- енергетична освітленість або щільність потоку сонячної радіації: -кількість променевої енергії, що падає на одиницю площі в одиницю часу Вт / м² Сонячна постійна-освітленість сонячної радіації на верхній межі атмосфери, що проходить за одиницю часу на одиницю площі, перпендикулярної до сонячних променів, при середній відстані Землі від сонця залежить від випромінювальної здатності сонця і відстані від Землі до сонця за даними позаатмосферних вимірювань СОЛНЕ ная постійна становить 1367 Вт / м², або 1,959 кал / см² · хв.
Пряма сонячна Радиация- радіація, що приходить до земної поверхні безпосередньо від сонячного диска інсоляція-потік прямої сонячної радіації на горизонтальну поверхню - енергетична освітленість для певної довжини хвилі λ- спектральна щільність енергетичної освітленості
Поглинання сонячної радіації в атмосфері 23% прямої сонячної радіації Основні поглиначі: водяний пар-у видимій і ближній інфрачервоній області спектра + аерозолі- по всьому спектру 15% поглинається радіації Хмари -5% Озон- в ультрафіолетовій і видимій області спектра (до 3% всієї сонячної радіації) вуглекислий газ-радіацію в інфрачервоній області спектра кисень- у видимій і в ультрафіолетовій області спектра азот-ультрафіолетової області спектра
Розсіювання сонячної радіації в атмосфері Рассеяніе- часткове перетворення прямої сонячної радіації, що має певний напрям в радіацію, що йде в усіх напрямках виникає в оптично неоднорідному середовищі: -атмосферні повітря, що містить найдрібніші частинки рідких і твердих домішок - крапельки, кристали, ядра конденсації, пилинки) -чистий, вільний від домішок повітря внаслідок теплового руху молекул 26% енергії загального потоку сонячної радіації приходить до земної поверхні не від сонячного диска, а від усього небесног склепіння її приток вимірюється на горизонтальну поверхню в Вт / м 2 промені різних довжин хвиль розсіюються розсіюються в різному ступені: чим менше розміри розсіюють частинок, тим сильніше засіваються короткохвильові промені в порівнянні з довгохвильовими
Явища, пов'язані з розсіюванням радіації закон-Релея молекулярне розсіювання обернено пропорційно четвертого ступеня довжини хвилі крайні фіолетові промені розсіюються в 14 разів більше, ніж крайні червоні Блакитний колір неба: сині, переважають (до фіолетовим променям мала сприйнятливість людського ока) стратосфера- чорно-фіолетовий колір неба хмарне небо-т.к краплі в хмарах крупніше довжини хвилі, тому весь видимий спектр (від червоного до фіолетового) розсіюється приблизно однаково частки 1-2 мкм-дифузне відображення, білястого кольору неба
Сутінки і зоря причина-освітлення Сонцем, що знаходяться під горизонтом, високих шарів атмосфери Сонцем сутінки-освітлення небесного зводу і освітлення земної поверхні розсіяним світлом після того, як сонце вже зайшло за горизонт (вечірні сутінки), або перед тим, як воно зійде (ранкові сутінки) світло проходить по дотичній до земної поверхні, шлях світла в атмосфері, стає набагато більше, ніж днем, велика частина синього і зеленого світла розсіюється з прямого сонячного світла, тому пряме світло сонця, а також освітлювані їм обл ка і небо поблизу горизонту забарвлюються в червоні тони Зоря світіння неба перед сходом і після заходу сонця (розсіювання і дифракція світла) астрономічні Сумерки- тривають ввечері, до тих пір поки центр сонце не зайде під обрій на 18 ° цивільні Сумерки- проміжок часу, в протягом якого сонце залишається під горизонтом не нижче 8 °
Видимість дальність видимості-відстань, на якому в атмосфері перестають відрізнятися обриси предметів Атмосферні явища, що погіршують видимість: серпанок, туман, імла, атмосферні опади, хуртовина, пилова буря нормальне значенням видимості (при відсутності явищ погоди) умовно вважається 10 км Туман- видимість менше 1000 м
Закон ослаблення радіації радіація послаблюється в атмосфері шляхом поглинання і розсіяння пропорційно 1. самому потоку радіації (чим більше потік, тим більше буде втрачено радіації при інших рівних умовах), 2. кількості поглинаючих і розсіюють частинок на шляху променів (залежить від довжини шляху променів крізь атмосферу і від щільності повітря) коефіцієнт прозрачності- частка сонячної радіації, яка доходила до земної поверхні при стрімкому падінні сонячних променів для ідеальної атмосфери, яка не містить водяної пари і аерозольних прімесей- ок оло 0,9 реальні атмосферні умови на рівнині від 0,60 до 0,85 (взимку більше, ніж влітку) фактор мутності- характеристика ослаблення сонячної радіації в атмосфері, що представляє собою відношення коефіцієнтів ослаблення реальної і ідеальної атмосфери або число ідеальних атмосфер, що послаблюють приходить радіацію в такій же мірі, як дана реальна атмосфера величина фактор мутності залежить від властивостей повітряних мас
Відображення сонячної радіації. Поглинена радіація. Альбедо Землі. Відображена радіація Поглинена радіація альбедо (лат. Albus білий) поверхні А - відношення кількості відбитої радіації до загальної кількості радіації, що падає на дану поверхню, виражається у відсотках.
Значення альбедо грунту 10-30% вологий чорнозем-зниження до 5%, сухий світлий пісок-зростання до 40% лісу, луки, поля% щойно випав сніг% давно лежить сніг - близько 50% і нижче. гладка водна поверхня для прямої радіації-від декількох відсотків при високому сонці до 70% при низькому сонці, залежить також від хвилювання для розсіяної радіації альбедо водних поверхонь 5-10%. поверхню світового океану 5-20%. верхня поверхня хмар - від декількох відсотків до 70-80%, в середньому 50-60%.
Альбедо Землі або планетарне альбедо-відношення цієї минає в космос відбитої і розсіяної сонячної радіації до загальної кількості сонячної радіації, що надходить в атмосферу оцінюється в 31% основна частина планетарного альбедо Землі - відображення сонячної радіації хмарами.
Випромінювання земної поверхні Е s - власне випромінювання земної поверхні-довгохвильова (інфрачервоному) діапазоні (закон Стефана - Больцмана) радіація, яку випромінюють верхні шари грунту і води, сніговий покрив і рослинність при 15 ° або 288К дорівнює 3,73 * 10 2 Вт / м 2. розігріта поверхню Землі сама випромінює радіацію в атмосферу в довгохвильовому (інфрачервоному) діапазоні (закон Стефана - Больцмана) (Е s) - це видаткова складова радіаційного балансу Землі «вікно прозорості» для земного випромінювання 8,2-12 мкм
Зустрічне випромінювання Еа- атмосферну радіація (інфрачервоний діапазон), що приходить до земної поверхні поглинається Земний поверхнею майже цілком (на 90-99%) важливе джерело тепла для земної поверхні на додаток до поглиненої сонячної радіації зростає зі збільшенням хмарності на рівнинах (0,21- 0,28 кВТ / м 2)\u003e, ніж в горах (0,07-0,14 кВТ / м 2), максімальное- у екватора (0,35-42 кВТ / м 2) залежить від вмісту в атмосфері водяної пари, вуглекислоти і озону, що володіють великою випромінювальною здатністю в інфрачервоній області спектра водяний пар-Основна субстанція в атмосфері, що поглинає земне випромінювання і посилає зустрічне випромінювання (макс. поглинання 5,5- 7,0 мкм) парниковий ефект , Ніж в горах (0,07-0,14 кВТ / м 2), максімальное- у екватора (0,35-42 кВТ / м 2) залежить від вмісту в атмосфері водяної пари, вуглекислоти і озону, що володіють великою випромінювальною здатністю в інфрачервоній області спектра водяний пар-основна субстанція в атмосфері, що поглинає земне випромінювання і посилає зустрічне випромінювання (макс. поглинання 5,5- 7,0 мкм) парниковий ефект "\u003e 
Ефективне випромінювання різниця між власним випромінюванням земної поверхні і зустрічним випромінюванням атмосфери E e E e = E s - E чиста втрата променевої енергії, а отже, і тепла з земної поверхні вночі хмарну погоду набагато менше, ніж в ясну земна поверхня в середніх широтах втрачає ефективним випромінюванням приблизно половину тієї кількості тепла, яке вона отримує від поглиненої радіації.
Питання для повторення 1. Що таке сонячна постійна і від чого вона залежить? 2. Що таке теплове ілучістое рівновагу Землі? 3. Що називається прямий сонячною радіацією? 4. Як поглинається сонячна радіація в атмосфері? 5. Як в метеорології прийнято поділяти електромагнітну радіацію? 6. Які речовини є найбільш сильними поглиначами? 7. Як визначається процес розсіювання в атмосфері? 8. Від чого залежить розсіювання? 9. Які явища пов'язані з розсіюванням радіації? 10. Чим характеризується і від чого залежить добовий і річний хід прямої радіації? 11. Що таке сумарна радіація? 12. Що таке альбедо поверхні? 13. Які гази створюють парниковий ефект? 14. Від яких факторів залежить зустрічну випромінювання? 15. Як змінюється радіаційний баланс на протязі доби?
Надіслати свою хорошу роботу в базу знань просто. Використовуйте форму, розташовану нижче
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань в своє навчання і роботи, будуть вам дуже вдячні.
Розміщено на http://www.allbest.ru/
Вступ
Необхідність знаходження радіаційного балансу атмосфери виникає в багатьох задачах моделювання клімату, прогнозу погоди, оцінки наслідків людської діяльності. Одна з основних проблем, що виникають при чисельному моделюванні атмосферної радіації, пов'язана з наявністю великого числа молекулярних ліній поглинання, що сильно ускладнює обчислення інтегральних по спектру характеристик випромінювання. Атмосфера не є оптично тонкої або оптично товстої одночасно для всіх ділянок спектра.
Різко міняються ймовірності поглинання квантів в довколишніх енергіях призводять до складного закону просторового загасання інтегральної інтенсивності випромінювання, помітно відрізняється від експоненціального. Спектр випромінювання корелює з кожним резонансом поглинання. Основна передача радіації відбувається в крилах ліній. Крім того, має місце значна мінливість і неоднорідність по висоті концентрацій поглинаючих і розсіюють компонент атмосфери.
В даний час зусиллями експериментаторів, теоретиків і обчислювачів накопичено велику кількість спектроскопічних даних про перерізи поглинання в лініях атмосферних газів і малих домішок, а також даних про розсіянні і поглинанні радіації частками хмар і атмосферними аерозолями. Інформація про перерізи поглинання зведена в комп'ютерні бібліотеки даних, що полегшує її уточнення і, головне, значно збільшує доступність інформації для використання. Наприклад, банк даних HITRAN-92 в діапазоні від 40 см-1 до 22650 см-1 містить параметри приблизно 700 тисяч ліній молекулярного поглинання 32 атмосферних газів з урахуванням різного ізотопного складу молекул (всього з ізотопами. Сонці радіація спектр атмосфера
Радіація в атмосфері
Радіація в атмосфері - це електромагнітне випромінювання Сонця, яке поширюється зі швидкістю 300 000 км / с. її складовими є видиме світло і невидимі оком гамма-промені, рентгенівські, ультрафіолетові, інфрачервоні промені, радіохвилі. Сонце є для Землі основним джерелом тепла і світла.
Промениста енергія Сонця перетворюється в тепло частково в самій атмосфері, але головним чином на земній поверхні. Вона нагріває верхні шари грунту і води, а від них і повітря. Нагріта земна поверхня і нагріта атмосфера самі випромінюють невидиму інфрачервону радіацію в космічний простір і охолоджуються.
Випромінювання Сонця, яке отримує поверхня Землі, може бути розділене на прямий, розсіяний і поглинена. Це пов'язано з його змінами при проходженні через атмосферу.
Пряме сонячне випромінювання приходить до земної поверхні безпосередньо від сонячного диска у вигляді пучка паралельних променів. Приплив прямого випромінювання характеризується інтенсивністю - кількістю променевої енергії, що надходить на поверхню, перпендикулярну до сонячних променів. Інтенсивність потоку сонячного випромінювання на верхній межі атмосфери при середній відстані Землі від Сонця називається сонячної постійної. За останніми даними вона дорівнює 1,353 кВт / м 2.
В середньому на кожний квадратний кілометр земної поверхні припадає за рік 4,27 Ч 10 16 Дж сонячного випромінювання.
Щоб отримати таку кількість тепла штучно, треба було б спалити більше 400 тис. Т кам'яного вугілля. За рік земна поверхня отримує від Сонця майже в 250 разів більше енергії, ніж її виробляють все електростанції світу. При цьому сонячне випромінювання, що досягає Землі, становить менше двох мільярдних відсотка всього випромінювання Сонця. Наскільки значна ця кількість енергії розуміємо, коли стаємо свідками стрімкого танення снігу в теплий день, швидкого випаровування вологи після дощу, сили вітру під час бурі або безумства морського шторму. Всі ці процеси відбуваються під впливом Сонця.
На шляху до Землі невелика частина сонячного випромінювання поглинається атмосферою. Поглинання це носить вибірковий характер, бо різні гази поглинають випромінювання неоднаково. Азот і кисень поглинають тільки ультрафіолетові хвилі. Більш сильним поглиначем є озон. Інтенсивно поглинає випромінювання в інфрачервоній області вуглекислий газ. Основним же поглиначем в атмосфері є водяна пара, зосереджена головним чином в нижній частині тропосфери. Сонячне випромінювання поглинають також хмари й атмосферні домішки. Завдяки явищ поглинання середня температура повітря становить + 14 ° С, тоді як в разі відсутності атмосфери вона дорівнювала 6-22 ° С. А це означає, що Земля перетворилася б в мертву льодово-кам'яної пустелю.
В цілому в атмосфері поглинається 15-20% сонячного випромінювання. Поглинання змінюється в часі залежно від вмісту в повітрі поглинених субстанцій (перш за все водяної пари і пилу), а також від висоти Сонця над горизонтом, так як при цьому змінюється товщина повітря, через яку проходять промені.
Температура поверхні Землі в середньому становить 15 ° С (288 К). Маючи таку температуру, Земля випромінює в атмосферу в основному длинноволновую інфрачервону (теплову) радіацію.Дліна хвилі, на яку припадає максимум енергії, становить 10 мкм (рис. 1.4).
Атмосфера поглинає значну частину довгохвильового випромінювання земної поверхні. Основними поглиначами довгохвильової радіації є вуглекислий газ (С0 2) і особливо вода (Н 2 0), оскільки води в атмосфері багато. Хмари складаються з рідкої (краплі), твердої (кристали) і газоподібної (водяна пара) води. Вони інтенсивно поглинають довгохвильове випромінювання Землі, діючи як ізоляційний шар, подібно скляних стінках парника. Такий вплив носить назву парникового ефекту.
Якщо ніч похмура, то вона відносно тепла. Якщо ж небо безхмарне, то частина енергії, яку випромінює поверхнею Землі, йде в космічний простір і ніч холодна.
У денний час втрата енергії за рахунок довгохвильового випромінювання непомітна, тому що перекривається прийдешньої сонячної енергією. Хмари можуть поглинати, відбивати і випромінювати довгохвильову радіацію. Сама атмосфера також випромінює довгохвильову радіацію. Ту частину довгохвильового випромінювання атмосфери, яка спрямована вниз до поверхні Землі, називають випромінюванням атмосфери.
Довжина хвилі, мкм Рис. 1.4. Випромінювання поверхні Землі і смуги поглинання
Позначення для прямої і розсіяної сонячної радіації, в основному полягає в інтервалі довжин хвиль від 0,17 до 4 мкм,
Вплив сонячної радіації на клімат
Спектр випромінювання Сонця, що спостерігається вище атмосфери Землі і на рівні моря
Сонячна радіація сильно впливає на землю тільки в денний час, безумовно - коли сонце знаходиться над горизонтом. Також сонячна радіація дуже сильна поблизу полюсів, В період полярних днів, коли Сонце навіть опівночі знаходиться над горизонтом. Однак взимку в тих же місцях Сонце взагалі не піднімається над горизонтом, і тому не впливає на регіон. Сонячна радіація не блокується хмарами, І тому все одно надходить на Землю (при безпосередньому перебуванні Сонця над горизонтом). Сонячна радіація - це поєднання яскраво-жовтого кольору Сонця і тепла, тепло проходить і крізь хмари. Сонячна радіація передається на Землю за допомогою випромінювання, А не методом теплопровідності.
Сума радіації, отриманої небесним тілом, Залежить від відстані між планетою і зіркою - при збільшенні відстані вдвічі кількість радіації, що надходить від зірки на планету зменшується вчетверо (пропорційно квадрату відстані між планетою і зіркою). Таким чином, навіть невеликі зміни відстані між планетою і зіркою (залежить від ексцентриситету орбіти) призводять до значної зміни кількості що надходить на планету радіації. Ексцентриситет земної орбіти теж не є постійним - з плином тисячоліть він змінюється, періодично утворюючи практично ідеальний коло, Іноді ж ексцентриситет досягає 5% (в даний час він дорівнює 1,67%), тобто в перигелії Земля отримує в даний час в 1,033 більше сонячної радіації, ніж в афелії, А при найбільшому ексцентриситеті - більш ніж в 1,1 рази. Однак набагато більш сильно кількість надходить сонячної радіації залежить від змін пір року - в даний час загальна кількість сонячної радіації, що надходить на Землю, залишається практично незмінним, але на широтах 65 С. Ш. (широта північних міст Росії, Канади) Влітку кількість надходить сонячної радіації більш ніж на 25% більше, ніж взимку. Це відбувається через те, що Земля по відношенню до Сонця нахилена під кутом 23,3 градуси. Зимові і літні зміни взаємно компенсуються, але тим не менш по зростанню широти місця спостереження все більше стає розрив між зимою і влітку, так, на екваторі різниці між зимою і влітку немає. за полярним колом ж влітку надходження сонячної радіації дуже високо, а взимку дуже мало. це формує клімат на землі. Крім того, періодичні зміни ексцентриситету орбіти Землі можуть призводити до виникнення різних геологічних епох: наприклад, льодовикового періоду.
|
Середня денна сума сонячної радіації, кВтг / мІ |
|||||||||||||||||
|
Лонгйір |
Мурманськ |
Архангельськ |
Якутськ |
Санкт-Петербург |
Москва |
Новосибірськ |
Берлін |
Улан-Уде |
Лондон |
Хабаровськ |
Ростов-на-Дону |
Сочі |
знахідка |
Нью Йорк |
Мадрид |
Асуан |
|
література
1.Романов С.І., Троценко А.М., Фомін Б.А. Використання
2.чісленних методів для опису переносу сонячного випромінювання
в розсіює атмосфері при суворому обліку селективності
газового поглинання. // Препринт ІАЕ ім.Курчатова І.В. 5304/1,
Москва +1991.
3.Основи радіаційних процесів в атмосфері. - Л .:
Гидрометеоиздат, 1984.
4.Севастьяненко В.Г. Теплопередача випромінюванням в реальному
спектрі. // Дісс.доктора фіз.-мат.наук.- ІТПМ. Новосибірськ.
Розміщено на Allbest.ru
...подібні документи
Озоносфера як найважливіша складова частина атмосфери, що впливає на клімат і захищає все живе на Землі від ультрафіолетового випромінювання Сонця. Освіта озонових дір в озоновому шарі Землі. Хімічні і геологічні джерела забруднення атмосфери.
реферат, доданий 05.06.2012
Аналіз можливості застосування енергії сонця і вітру як спільно з традиційним джерелом енергії, так і автономного енергопостачання спільного використання енергії сонця і вітру. Порівняння по більш економного використання енергії вітру і сонця.
контрольна робота, доданий 03.11.2013
Зниження концентрації стратосферного озону. Що таке озонова діра і причини її утворення. Процес руйнування озоносфери. Поглинання ультрафіолетового випромінювання Сонця. Антропогенне забруднення атмосфери. Геологічні джерела забруднень.
презентація, доданий 28.11.2012
Склад і будова атмосфери. Основні джерела тепла, що нагрівають земну поверхню і атмосферу і температура повітря. Вода в атмосфері, утворення хмар і опади. Тиск атмосфери, вітри, їх види. Погода і її прогнозування. Поняття про клімат.
реферат, доданий 15.08.2010
Причини коливань клімату Землі, які виражаються в статистично достовірних відхиленнях параметрів погоди. Динамічні процеси на Землі, коливання інтенсивності сонячного випромінювання і діяльність людини. Мінливість рівня світового океану.
презентація, доданий 11.01.2017
Вплив ультрафіолетового випромінювання на трофічні, регуляторні та обмінні процеси у рослин і живих організмів. Причини виникнення озонових дір і їх вплив на здоров'я людини. Глобальне розподіл інтенсивності ультрафіолетового випромінювання.
контрольна робота, доданий 28.01.2011
Перелік основних джерел радіоактивного забруднення. Екологічні проблеми теплової енергетики та гідроенергетики. Приливні електростанції і їх екологічна оцінка. Історія використання енергії вітру. Екологічна оцінка використання променевої енергії Сонця.
реферат, доданий 02.12.2014
Гази, які входять до складу атмосфери; їх процентний вміст в атмосфері і їх час життя. Роль і значення в житті різних екосистем кисню, азоту та вуглекислого газу. Захист озоном живих організмів від шкідливого ультрафіолетового випромінювання.
реферат, доданий 27.03.2014
Ступінь і характер негативного впливу радіації на здоров'я живих організмів. Види доз випромінювання: експозиційна, поглинута, еквівалентна та ефективна. Зовнішнє і внутрішнє природне опромінення. Рівень радіації в зоні Чорнобильської АЕС.
презентація, доданий 09.04.2014
Використання водних ресурсів. Забруднення водних ресурсів. Гідросфера - водна оболонка Землі, що включає океани, моря, річки, озера, підземні води і льодовики, сніговий покрив, а також водяні пари в атмосфері. Розподіл водних мас в гідросфері Землі