10.Эффективное излучение. Радиационный баланс земной поверхности.

Эффективное излучение – разность между собственным излучением земной поверхности и встречным излучением атм-ры. Встречное излучение – атмосферная рад-ия приходящая на зем.пов-ть. В среднем зем.пов-ть в средних широтах теряет через эф.изл-е примерно половину того кол-ва тепла, которое она получает от поглощенной радиации.

Радиационный баланс - разница между поглощенной рад-ей и эф.изл-ем.

Q =(S sin h_c +D)(1-A) - E_э

Радиационный баланс меняется от ночных отрицательных значений к дневным положительным в летнее время при высоте Солнца 10-15⁰ и наоборот, от положительных к отрицательным -перед заходом при тех же высотах Солнца. Зимой переход значений радиационного баланса через ноль происходит при больших углах Солнца (20-25⁰). В ночное время при отсутствии суммарной радиации, радиационный баланс отрицателен и равен эффективному излучению.

Распределение радиационного баланса по земному шару достаточно равномерно. Годовые значения радиационного баланса положительны повсюду, кроме Антарктиды и Гренландии.

Над океанами радиационный баланс больше, чем над сушей в тех же широтах.

11.Факторы, влияющие на прозрачность атмосферы. Дальность видимости, коэффициент прозрачности атмосферы, оптическая масса атмосферы, фактор мутности? От чего они зависят?

Дальность видимости - расстояние, на котором в атмосфере перестают различаться очертания предметов, называется 9определяют на глаз). Чем больше аэрозольных примесей, тем меньше дальность видимости

Оптическая масса атм.- отношение массы воздуха, пронизанной пучком лучей Солнца от верхней границы атмосферы до поверхности Земли (при данном зенитном расстоянии), к массе воздуха, которая была бы пронизана этим пучком лучей, если бы Солнце находилось в зените. Зависит от высоты Солнца.

Коэф.прозрачности атмосферы показывает, какая доля солн.рад-ии.доходит до зем.пов-ти при отвесном падении солнечных лучей. Энергетическая освещенность прямой солнечной радиацией, перпендикулярной к лучам площадки у земной поверхности S определяется по формуле Бугера

S = Soр^m

где So солнечная постоянная, p - интегральный коэффициент прозрачности атмосферы.

Для атмосферы, не содержащей аэрозольных примесей (идеальной атмосферы) коэффициент прозрачности р_i составляет 0,90-0,95. В реальной атмосфере его значения колеблются от 0,6 до 0,85 (зимой несколько выше, летом -ниже) С возрастанием содержания водяного пара и примесей, коэффициент прозрачности убывает. С увеличением широты местности коэффициент прозрачности увеличивается, в связи с убыванием давления водяного пара и меньшей запыленностью атмосферы.

Фактор мутности (Т) показывает число идеальных атмосфер, которое нужно взять, чтобы получить такое же ослабление радиации какое производит реальная атмосфера.

Т= lgP/lgPi

12.Географические закономерности распределения прямой и рассеянной солнечной радиации.

Поток прямой солнечной радиации зависит от высоты Солнца над горизонтом. Поэтому в течение дня поток солнечной радиации сначала быстро, потом медленно нарастает от восхода Солнца до полудня и сначала медленно, потом быстро уменьшается от полудня до захода Солнца. Но прозрачность атмосферы в течение дня меняется, поэтому кривая дневного хода прямой радиации не плавная, а имеет отклонения. Но в среднем за длительный период наблюдений, изменения радиации в течении дня приобретают вид плавной кривой. В течение года энергетическая освещенность прямой солнечной радиации для основной части поверхности Земли существенно меняется, что связано с изменениями высоты Солнца. Для северного полушария минимальные значения как прямой радиации на перпендикулярную поверхность, так и инсоляции приходятся на декабрь, максимальные - не на летний период, а на весну, когда воздух менее замутнен продуктами конденсации и мало запылен. Средняя полуденная энергетическая освещенность в Москве в декабре составляет 0,54, апреле 1,05, июне-июле 0,86-0,99 кВт/м².. Суточные же значения прямой радиации максимальны летом, при максимальной продолжительности солнечного сияния.

Максимальные значения прямой солнечной радиации для некоторых пунктов следующие (кВт/м²): Бухта Тикси 0,91, Павловск 1,00, Иркутск 1,03, Москва 1,03, Курск 1,05, Тбилиси 1,05, Владивосток 1,02, Ташкент 1,06. Максимальные значения прямой солнечной радиации мало растут с убыванием широты несмотря на рост высоты Солнца. Это связано с тем, что в южных широтах возрастает влагосодержание и запыленность воздуха. Поэтому на экваторе максимальные значения составляют чуть больше максимумов умеренных широт. Наибольшие на Земле годовые значения прямой солнечной радиации наблюдаются в Сахаре - до 1,10 кВТ/м².

Сезонные различия прихода прямой радиации следующие. В летний период наибольшие значения прямой солнечной радиации наблюдаются под 30-40⁰ широты летнего полушария, к экватору и к полярным кругам значения прямой солнечной радиации уменьшаются. К полюсам для летнего полушария уменьшения прямой солнечной радиации небольшие, в зимнем - она становится равной нулю. Весной и осенью максимальные значения прямой солнечной радиации наблюдаются на 10-20⁰ весеннего полушария и 20-30⁰ -осеннего. Только зимняя часть приэкваториальной зоны получает максимальные для данного периода значения прямой солнечной радиации.

С высотой над уровнем моря максимальные значения радиации возрастают вследствие уменьшения оптической толщины атмосферы. на каждые 100 метров высоты величина радиации в тропосфере возрастает на 0,007-0,14 кВт/м2. Максимальные значения радиации, зафиксированные в горах составляют 1,19 кВт/м2.

Рассеянная радиация, поступающая на горизонтальную поверхность, также меняется в течение дня: возрастает до полудня и уменьшается после полудня. Величина потока рассеянной радиации в целом зависит от продолжительности дня и высоты Солнца над горизонтом, а также прозрачности атмосферы (уменьшение прозрачности приводит к увеличению рассеяния). Кроме того, рассеянная радиации в очень широких пределах меняется в зависимости от облачности. Отраженная облаками радиация также рассеивается. Рассеивается и отраженная снегом радиация, что увеличивает ее долю зимой. Рассеянная радиация при средней облачности более чем в два раза превосходит ее значения в безоблачный день.

В Москве среднее полуденное значение рассеянной радиации летом при ясном небе составляет 0.15, а зимой при низком Солнце - 0,08 кВт/м². При несплошной облачности эти значения составляют летом 0,28, а зимой 0,10 кВт/м². В Арктике при сравнительно тонких облаках и снежном покрове эти значения летом могут достигать 0,70 кВт/м². Очень велики значения рассеянной радиации в Антарктиде. С увеличением высоты рассеянная радиация убывает.

Рассеянная радиация может существенно дополнять прямую радиацию, особенно при низком Солнце. Вследствие рассеянного света вся атмосфера днем служит источником освещения: днем светло и там, куда солнечные лучи непосредственно не падают, и тогда, когда Солнце скрыто облаками. Рассеянная радиация не только увеличивает освещенность, но и нагревание земной поверхности. Величины рассеянной радиации в общем меньше, чем прямой, но порядок величин тот же. В тропических и средних широтах величина рассеянной радиации составляет от половаины до двух третей значений прямой радиации. На 50-60⁰ их значений близки, а ближе к полюсам рассеянная радиация преобладает.