Лабораторная работа № 3 Тема «Солнечная радиация. Суммарная радиация»

Цель работы: изучить устройство приборов для измерения солнечной радиации, приобрести навыки работы с приборами; провести анализ картографического материала, установить закономерности распределения на земном шаре суммарной радиации.

Порядок выполнения работы

Часть 1. Радиация в атмосфере

Подготовить ответы на вопросы:

1. Влияние высоты Солнца на приток солнечной радиации.

2. Спектр электромагнитного излучения Солнца

3. Виды потоков солнечной радиации и единицы их измерения.

1. Почему и как ослабляется солнечная радиация при прохождении ее через атмосферу.

Часть 2. Наблюдения за солнечной радиацией на метеостанциях

1. Изучить единицы измерения солнечной радиации, приборы для измерения солнечной радиации.

2. Изучить устройство гелиографа, научиться заправлять ленты.

3. Провести обработку ленты и заполнить таблицы.

Практическое задание: обработка ленты гелиографа. Принадлежности: гелиограф с набором чистых лент, ленты с записью продолжительности солнечного сияния.

1. Ознакомиться с устройством гелиографа, способами его установки в различное время года и на различных широтах.

2. Заложить ленту в паз чашки. Обработать ленту в следующем порядке:

а) определить по следам прожога продолжительность солнечного сияния за каждый час (в часах и десятых долях часа);

б) подсчитать продолжительность солнечного сияния в течение дня и выразить ее в часах;

в) записать наблюдения в таблицу 4.

Таблица 4 – Запись показаний гелиографа

Дата	Часы						Продолжительность солнечного сияния за день, час.
	0–1	1–2	2–3	3–4	и т.д.	20–21

4. Определить время восхода и захода солнца, продолжительность дня.

5. Сравнить продолжительность солнечного сияния с продолжительностью дня и выразить фактическую продолжительность солнечного сияния в % от возможной (таблица 5).

Таблица 5 – Расчет продолжительности солнечного сияния

Восход	Заход	Продолжительность солнечного сияния		Продолжительность солнечного сияния (в % от возможной)
		фактическая	возможная

Контрольные вопросы

1. Почему зимние ленты вставляют в верхний паз чашки, а летние – в нижний?

2. Как устанавливают гелиограф?

3. Какие приборы, кроме гелиографа используются для наблюдений за солнечной радиацией?

Часть 3. Анализ картографического материала по теме

Рассмотреть карты распределения суммарной радиации (Географический Атлас, 1982) и ответить на вопросы:

1. Как распределяется суммарная радиация по поверхности Земли?

2. Какие широты земного шара получают минимальное количество суммарной радиации?

3. Какие широты земного шара получают максимальное количество суммарной радиации?

Дополнительные материалы к занятию 3

Термоэлектрический актинометр М-3	Альбедометр походный М-69
Балансомер М-10М	Гелиограф

Рисунок 6 – Актинометрические приборы

Гелиограф. Для непрерывной записи продолжительности солнечного сияния применяется универсальный гелиограф Кемпбела-Стокса (рис. 7).

П риемной частью прибора служит стеклянный шар (1), в фокусе которого устанавливается чугунная дугообразная пластинка-чашка (2). Она имеет три паза для картонных лент. Каждый паз служит для определенного времени года: средний – для осени и весны, верхний – для зимы, нижний – для лета. Лента закладывается так, чтобы ее среднее деление точно совпало со средней риской на чашке прибора. Лента прокалывается иглой (7) на штифте, который вставляется в специальное отверстие в чашке; этим фиксируется правильное положение ленты.

При правильной установке ленты прокол приходится на второе часовое деление от ее середины. Чашка гелиографа вращается около вертикальной оси и закрепляется в нужном положении штифтом (3). В зависимости от продолжительности возможного солнечного сияния используется различное число лент. При коротком дне (не более 9 ч) чашка устанавливается с северной стороны шара, лента меняется только один раз в сутки – после захода солнца. При продолжительности дня от 9 до 18 часов ленту меняют два раза: после захода солнца и с 11 до 12 час по среднему солнечному времени.

Если солнце не закрыто облаками, его лучи, пройдя сквозь шар, собираются в фокусе и прожигают ленту. Полоса прожога идет вдоль средней линии ленты. При покрытии солнечного диска облаками прожог становится слабым или совсем прекращается. По суммарной длине прожога на ленте определяется продолжительность солнечного сияния в часах за сутки.

Закрепляют гелиограф на столбе. Чашке прибора придают наклон, соответствующий широте станции, которая отсчитывается на шкале (4) по индексу указателя (5), затем чашка закрепляется винтом (6). После этого гелиограф ориентируют так, чтобы в истинный полдень фокус пучка солнечных лучей на ленте совпадал с центральной линией чашки прибора.