
- •Лекция 3.
- •Атмосфера
- •Состав атмосферы
- •Происхождение атмосферы
- •Ионизация атмосферы
- •Строение атмосферы
- •Солнечная радиация
- •Количество солнечной радиации, полученное поверхностью, находится в прямой зависимости от продолжительности освещения ее солнечными лучами.
- •Различают солнечную радиацию прямую, рассеянную и суммарную.
- •Излучение земной поверхности и атмосферы
- •Радиационный баланс (остаточная радиация).
- •Тепловой баланс.
- •Температура воздуха.
- •Географическое распределение температуры воздуха.
- •Тепловые пояса.
- •Вода в атмосфере
- •Атмосферное давление
- •Воздушные массы
- •Атмосферные фронты
- •Местные ветры
- •Циклоны и антициклоны
- •Общая циркуляция атмосферы
- •Предсказания погоды
- •Факторы климатообразования
- •Классификация макроклиматов
- •Климаты земли (описание дается по Алисову)
- •Микроклимат
- •Изменения климата
- •1. Положение Земли относительно Солнца не остается постоянным.
Солнечная радиация
Земля получает от Солнца 1,36 х 1024 кал тепла в год. По сравнению с этим количеством энергии остальной приход лучистой энергии на поверхность Земли ничтожно мал. Та, лучистая энергия звезд составляет одну стомиллионную солнечной энергии, космическое излучение – две миллиардные доли, внутреннее тепло Земли у ее поверхности равно одной пятитысячной доли солнечного тепла.
Излучение Солнца – солнечная радиация – является основным источником энергии почти всех процессов, происходящих в атмосфере, гидросфере и в верхних слоях атмосферы.
Со́лнечная радиа́ция — электромагнитное и корпускулярное излучение Солнца.
Электромагнитная составляющая солнечной радиации распространяется со скоростью света и проникает в земную атмосферу. До земной поверхности солнечная радиация доходит в виде прямой и рассеянной радиации. Всего Земля получает от Солнца менее одной двухмиллиардной его излучения. Спектральный диапазон электромагнитного излучения Солнца очень широк — от радиоволн до рентгеновских лучей — однако максимум его интенсивности приходится на видимую (жёлто-зелёную) часть спектра.
Существует также корпускулярная часть солнечной радиации, состоящая преимущественно из протонов, движущихся от Солнца со скоростями 300—1500 км/с. Во время солнечных вспышек образуются также частицы больших энергий (в основном протоны и электроны), образующие солнечную компоненту космических лучей.
Энергетический вклад корпускулярной составляющей солнечной радиации в её общую интенсивность невелик по сравнению с электромагнитной. Поэтому в ряде приложений термин «солнечная радиация» используют в узком смысле, имея в виду только её электромагнитную часть.
За единицу измерения интенсивности солнечной радиации принимают количество калорий тепла, поглощенного 1 см2 абсолютно черной поверхности, перпендикулярной направлению солнечных лучей, за 1ин. (кал/см2 х мин).
Поток лучистой энергии Солнца, достигающий земной атмосферы, отличается большим постоянством. Его интенсивность называю солнечной постоянной (I0) и принимают в среднем равной 1,88 ккал/см2 х мин.
Величина солнечной постоянной колеблется в зависимости от расстояния от Земли до Солнца и от солнечной активности. Колебания ее в течение года составляют 3,4–3,5%.
Если бы солнечные лучи всюду падали на земную поверхность отвесно, то при отсутствии атмосферы и при солнечной постоянной 1,88 ккал/см2 х мин каждый квадратный сантиметр ее получал бы в год 1000 ккал. Благодаря Ому, что Земля шарообразна, это количество уменьшается в 4 раза, и 1 кв. см получает в среднем 250 ккал в год.
Количество солнечной радиации, получаемое поверхностью, зависит от угла падения лучей.
Максимальное количество радиации получает поверхность, перпендикулярная направлению солнечных лучей, потому что в этом случае вся энергия распределяется на площадку с сечением, равным сечению пучка лучей – a. При наклонном падении того же пучка лучей энергия распределяется на большую площадь (сечение b) и единица поверхности получает меньшее ее количество. Чем меньше угол падения лучей, тем меньше интенсивность солнечной радиации.
Зависимость интенсивности солнечной радиации от угла падения лучей выражаетмся формулой:
I1=I0 sin h
I1 во столько раз меньше I0 во сколько раз сечение a меньше сечения b.
Угол падения солнечных лучей (высота Солнца) бывает равен 90º только на широтах между тропиками. На остальных широтах он всегда меньше 90º. Соответственно уменьшению угла падения лучей должна уменьшаться и интенсивность солнечной радиации, поступающей на поверхность в разных широтах. Так как в течение года и течение суток высота Солнца не остается постоянной, количество солнечного тепла, получаемого поверхностью, непрерывно изменяется.