21. Су бетіне түсетін жиынтық күн радиациясын есептеу. Су бетінің сәулеленуі (излучение). Стефан-Больцман заңы.

Күн радиациясының суға енуі және онда жұтылуы

Бұлтты күндері су толқыны өскен сайын альбедо да өседі. Зерттеулер нәтижесі лайлы су альбедосы тұнық су альбедосынан жоғары болатындығын көрсетеді. Альбедоның судың түсне байланыстылығы әлі де сенімді түрде орнатылған жоқ. Бірақ жекелеген бақылау нәтижелері гумус топырағы араласқан ашық қоңыр түстегі судың альбедосы таза суға қарағанда жоғары болатындығын көрсетеді. Сонымен бірге судың түбі альбедо мәніне қосымша әсер етеді. Яғни, мөлдір таза судың онша терең емес түбінің грунты

ашық түст. болып келсе, онда альбедо да өсе түседі. Сондықтан альбедо судың терең жерлеріне қарағанда жағалауда жоғары болып келеді.

Альбедо мәніне әсер ететін көптеген факторларды есептеу жұмыстарында ескеру мүмкін емес. Практикалық мақсаттар үшін көбіне күннің белгілі биіктігіндегі су беті альбедосын білу қажет емес, оның есептеу интервалы аралығындағы (тәулік, ай) орташа мәнін білу керек болады. Осы мақсат үшін П.П. Кузьмин жиынтық күн радиациясы үшін жарты күндік күннің тұру биіктігі бойынша бұлтсыз аспан үшін альбедо кестесін жасады. Шашыранды радиацияның альбедосын тұрақты деп, яғни 10% ретінде қабылдады.

С.И. Сивков Кузьмин кестесін тексеріп, оны нақтыландырды. Есептеулерді ыңғайлы жүргізу үшін орташа айлық альбедоны күн биіктігінің функциясы емес, ал жергілікті жердің ендігінің функциясы ретінде қарастырды.

А.П. Браславский жасаған кестеде әр түрлі ендікте орналасқан су қоймалары күндізгі альбедоның орташа мәнін жылдың әр мезгіліне және аспан бұлттылығын

ескере отырып есептеді.

Ладога көлінің айдыны альбедосын анықтауға жасалған тәжірибе-лер нәтижесі жазғы мезгілде көл бетінің альбедосы 4 – 8%-ға өзгеретін-дігін, ал күзде 12 – 14% аралығында болып келетіндігін көрсетеді. Айдын бойынша албедоның өзгеруі көл суының мөлдірлігіне, жүзбе бөлшектерінің таралуына, сондай-ақ қазаншұңқырдың морфометриясына және ауа райы жағдайына байланысты болып келеді.

Күн сәулесі оптикалық тығыздығы төмен ортадан – ауадан шығып, оптикалық тығыздығы жоғары ортаға – суға енгенде сынады. Сәуленің сынуы сыну коэффициентімен сипатталады. Сыну коэффициенті сәуленің түсу бұрышының оның сыну бұрышына қатынасына тең. Судың минералдануы өскенде, су температурасы төмендегенде және жарықтық толқынның ұзындығы кемігенде судың сыну коэффициенті өседі. Күн сәулесінің су қабаттарына енуі күннің тұру биіктігіне байланысты. Күн жоғары биіктікте тұрғанда күн сәулесі судың беткі қабатына тік түседі де терең қабаттарға өтеді, ал күн төмен тұрғанда су бетіне қиғаш түсіп, терең қабаттарға ене алмайды. Сондықтан тереңдіктерде жарық күннің ұзақтығы қысқа болып келеді.

Тереңдікке өтетін радиация мөлшерін теориялық жүзінде Ламберт формуласымен сипаттауға болады:

S у =S с (1−A 2 )e −(m+k ) y , (4.16)

мұнда Sс (1-A 2 ) − A 2 альбедосы ескерілген су бетінен енетін радиа-ция мөлшері; е − натураль логарифмнің негізі; m және k − жұтылу және шашыранды радиация коэффициенттері, ал у – радиацияның суға ену тереңдігі.

Судың беткі қабатында мұз жамылғысы пайда болғанда оның радиациялық сипаттамалары өзгеріске ұшырайды. Қармен жабылмаған мұз бетіне түскен күн радиациясы мұздың беткі қабатында біршама шағылысады, бір бөлігі мұз қабатына енеді немесе мұзды жылытуға жұмсалып мұзда жұтылады, не болмаса қалың мұз қабатына еніп, одан төмен жатқан су қабатына өтуі мүмкін.