6.1.2. Сонячна радіація
Під впливом радіації знаходяться всі процеси, що здійснюються на поверхні Землі. Від неї залежить освітленість, терміка, рух повітряних мас, зволоженість, хід хімічних реакцій і фізичних перетворень, всі біологічні явища. Потужність потоку променевої енергії називають інтенсивністю радіації і визначають у калоріях на 1 см2 за хвилину. Безпосередньо від Сонця на Землю надходить 358 кал/см2.
При проходженні через атмосферу або через крону деревостану частина сонячної радіації і, відповідно, теплового балансу поглинається атмосферою, перетворюється на інші види енергії, розсіюється хмарами, відбивається кроною деревостану тощо (рис. 6.1). Інтенсивність радіації, яка досягає поверхні Землі, різноманітна і залежить від висоти стояння Сонця над горизонтом, географічної широти, щільності атмосфери, її товщини, хмарності, водяної пари, рельєфу місцевості.
Атмосфера розсіює прямі промені Сонця молекулами газів, поглинає промені деяких областей спектра з відповідними змінами складу сонячної радіації. Озон, що знаходиться у верхніх шарах атмосфери, майже цілком поглинає
Рис.
6.1.
Роль атмосфери та лісового на- садження
у форму- ванні балансу соняч- ної радіації:
А — загальний баланс со- нячної енергії
в екосистемах, Б — серед- ній тепловий
баланс за день у червні— серпні в
тридцяти- річному дубовому на- садженні
(Молчанов, 1964)
найкоротші та найнебезпечніші ультрафіолетові промені. Водяні пари атмосфери змінюють спектральний склад сонячної радіації, поглинаючи до 20 % усієї променистої енергії. Сонячна енергія — одне із джерел енергії, яка доступна зеленій рослинності для синтезу органічних речовин. У прямих сонячних променях до 35 % припадає на долю активних для фотосинтезу променів. Максимальною фізіологічною активністю відрізняються помаранчево-червоні промені довжиною хвилі 600—700 нм, які поглинаються хлорофілом. Удвічі менша ефективність спостерігається при опроміненні рослин синьо-фіолетовими променями (400—500 нм). Але вони відіграють важливу роль у затримці під час переходу до цвітіння, сприяють синтезу білків, визначають хімічний склад рослин. Найкоротші ультрафіолетові промені (300—400 нм), які досягають рослин, запобігають надмірному витягуванню рослин, але за межами 300 нм смертельні для всього живого. Інфрачервоні промені (750—1000 нм) поглинаються пігментами рослин, але мають досить незначний вплив для фізіологічних процесів у рослин. Інфрачервоні промені довжиною хвилі понад 1000 нм в основному поглинаються водою тканин листя. Вони впливають на швидкість фізіологічних процесів із різною корисною дією: позитивною — до +20°С, негативною при вищих температурах (Клешнін, 1954). Мінімальною активністю відрізняються зелені промені (500—600 нм). У прямих променях Сонця активність фізіологічної радіації менша, ніж у розсіяному світлі, на 50—60 %. У розсіяній радіації послаблення інтенсивності освітлення компенсується покращенням фізіологічної якості світла.
Використання фізіологічної радіації рослинами характеризується малою ефективністю. Наприклад, у лісовому біогеоценозі при оптимальній структурі деревостану на утворення органічної речовини використовується лише до 3 % енергії, а від повної радіації удвічі менше — близько 1,5 %.