Як визначити кількість сонячної радіації. Сонячна радіація

Якби атмосфера пропускала до поверхні землі всі сонячні промені, то клімат будь-якого пункту Землі залежав би лише від географічної широти. Так і вважали в давнину. Однак під час проходження сонячних променівчерез земну атмосферувідбувається, як ми вже бачили, їхнє ослаблення внаслідок одночасних процесів поглинання та розсіювання. Особливо багато поглинають і розсіюють краплі води та кристали льоду, З яких складаються хмари.

Та частина сонячної радіації, яка надходить на поверхню землі після розсіяння її атмосферою та хмарами, називається розсіяною радіацією.Та частина сонячної радіації, яка проходить через атмосферу, не розсіюючись, називаєтьсяпрямий радіацією.

Радіація розсіюється як хмарами, а й за ясному небі - молекулами, газів і частинками пилу. Співвідношення між прямою та розсіяною радіацією змінюється в широких межах. Якщо при ясному небі та вертикальному падінні сонячних променів частка розсіяної радіації становить 0,1% прямої, то

при похмурому небі розсіяна радіація може бути більшою за пряму.

У тих частинах землі, де переважає ясна погода, наприклад, Середньої Азії, основним джерелом нагрівання земної поверхніпряма сонячна радіація. Там же, де переважає хмарна погода, як, наприклад, на півночі та північному заході Європейської території СРСР, суттєвого значення набуває розсіяна сонячна радіація. Бухта Тиха, розташована північ від, отримує розсіяної радіації майже півтора разу більше, ніж прямий (табл. 5). У Ташкенті, навпаки, розсіяна радіація становить менше ніж 1/3 прямої радіації. Пряма сонячна радіація у Якутську більше, ніж у Ленінграді. Пояснюється це тим, що в Ленінграді більше похмурих днів і менша прозорість повітря.

Альбедо земної поверхні. Земна поверхня має здатність відбивати падаючі на неї промені. Кількість поглиненої та відбитої радіації залежить від властивостей поверхні землі. Відношення кількості відбитої від поверхні тіла променистої енергії до кількості падаючої променистої енергії називається альбедо.Альбедо характеризує відбивну здатність поверхні тіла. Коли, наприклад, кажуть, що альбедо свіжого снігу дорівнює 80-85%, це означає, що 80-85% всієї радіації, що падає на снігову поверхню, відбивається від неї.

Альбедо снігу та льоду залежить від їхньої чистоти. У промислових містах у зв'язку з осадженням на сніг різних домішок, переважно кіптяви, менше альбедо. Навпаки, в арктичних областях альбедо сніг іноді досягає 94%. Так як альбедо снігу в порівнянні з альбедо інших видів поверхні землі найбільш високе, то при сніговому покриві прогрівання земної поверхні відбувається слабко. Альбедо трав'яної рослинності та піску значно менше. Альбедо трав'яної рослинності дорівнює 26%, а піску 30%. Це означає, що трава поглинає 74% сонячної енергії, а піски – 70%. Поглинена радіація йде на випаровування, зростання рослин та нагрівання.

Найбільшу поглинаючу здатність має вода. Моря і океани поглинають близько 95% сонячної енергії, що надходить на їх поверхню, тобто альбедо води дорівнює 5% (рис. 9). Щоправда, альбедо води залежить від кута падіння сонячних променів (В. В. Шулейкін). При прямовисному падінні променів від поверхні чистої води відбивається лише 2% радіації, а за низького стояння сонця - майже вся.

лекція 3

РАДІАЦІЙНИЙ БАЛАНС І ЙОГО СКЛАДНІ

Сонячна радіація, що досягла земної поверхні, частково відбивається від неї, а частково поглинається Землею. Проте Земля як поглинає радіацію, а й сама випромінює довгохвильову радіацію в навколишню атмосферу. Атмосфера, поглинаючи деяку частину сонячної радіації та більшу частинувипромінювання земної поверхні, сама теж випромінює довгохвильову радіацію. Більшість цього випромінювання атмосфери спрямовано земної поверхні. Вона називаєтьсязустрічним випромінюванням атмосфери .

Різницю між приходять до діяльного шару Землі і потоками променистої енергії, що відходять від нього, називаютьрадіаційним балансом діяльного шару.

Радіаційний баланс складається з короткохвильової та довгохвильової радіації. Він включає в себе наступні елементи, які називають складовими радіаційного балансу:пряма радіація, розсіяна радіація, відбита радіація (короткохвильова), випромінювання земної поверхні, зустрічне випромінювання атмосфери .

Розглянемо складові радіаційного балансу.

Пряма сонячна радіація

Енергетична освітленість прямої радіації залежить від висоти Сонця та прозорості атмосфери та зростає зі збільшенням висоти місця над рівнем моря. Хмари нижнього ярусу зазвичай повністю або майже пропускають пряму радіацію.

Довжини хвиль сонячної радіації, що досягає земної поверхні, лежать в інтервалі 0,29-4,0 мкм. Приблизно половина її енергії припадає на фртосинтетично активну радіацію. В області ФАРослаблення радіації із зменшенням висоти Сонця відбувається швидше, ніж у сфері інфрачервоної радіації. Прихід прямої сонячної радіації, як зазначалося, залежить від висоти Сонця над горизонтом, змінюється протягом доби, і протягом року. Це зумовлює добовий та річний хідпрямий радіації.

Зміна прямої радіації протягом безхмарного дня (добовий хід) виражена одновершинною кривою з максимумом в сонячний полудень. Влітку над сушею максимум може настати до полудня, тому що до полудня збільшується запиленість атмосфери.

При просуванні від полюсів до екватора прихід прямої радіації будь-якої пори року зростає, тому що при цьому збільшується південна висота Сонця.

Річний хід прямої радіації найбільш різко виражений на полюсах, оскільки взимку сонячна радіація тут взагалі відсутня, а влітку її прихід сягає 900 Вт/м². У середніх широтах максимум прямої радіації іноді спостерігається не влітку, а навесні, тому що в літні місяцівнаслідок збільшення вмісту водяної пари та пилу зменшується прозорість атмосфери/Мінімум припадає на період, близький до дня зимового сонцестояння (грудень). На екваторі спостерігаються два максимуми, рівні приблизно 920 Вт/м² у дні весняного та осіннього рівнодення, і два мінімуми (близько 550 Вт/м²) у дні літнього та зимового сонцестояння.

Розсіяна радіація

Максимум розсіяної радіації зазвичай значно менший, ніж максимум прямої. Чим більша висота Сонця і більша забрудненість атмосфери, тим більше потік розсіяної радіації. Хмари, що не закривають Сонця, збільшують надходження розсіяної радіації порівняно з ясним небом. Залежність приходу розсіяної радіації від хмарності складна. Вона визначається видом та кількістю хмар, їх вертикальною потужністю та оптичними властивостями. Розсіяна радіація хмарного неба може коливатися більш ніж удесятеро.

Сніговий покрив, що відбиває до 70-90% прямої радіації, збільшує розсіяну радіацію, яка потім розсіюється в атмосфері. Зі збільшенням висоти місця над рівнем моря розсіяна радіація при ясному небі зменшується.

Добовий та річний хід розсіяної радіації при ясному небі загалом відповідає ходу прямої радіації. Однак вранці розсіяна радіація з'являється ще до сходу Сонця, а ввечері вона ще надходить у період сутінків, тобто після заходу. У річному ході максимум розсіяної радіації спостерігається влітку.

Сумарна радіація

Суму розсіяної та прямої радіації, що падає на горизонтальну поверхню, називаютьсумарною радіацією .

Вона є основною складовою радіаційного балансу. Її спектральний склад у порівнянні з прямою і розсіяною радіацією більш стійкий і майже не залежить від висоти Сонця, коли вона становить більше 15 °.

Співвідношення між прямою та розсіяною радіацією у складі сумарної радіації залежить від висоти Сонця, хмарності та забрудненості атмосфери. Зі збільшенням висоти Сонця частка розсіяної радіації при безхмарному небі зменшується. Чим прозоріша атмосфера, тим менша частка розсіяної радіації. При суцільній щільній хмарності сумарна радіація повністю складається з розсіяної радіації. Взимку внаслідок відбиття радіації від снігового покриву та її вторинного розсіювання в атмосфері частка розсіяної радіації у складі сумарної помітно зростає.

Надходження сумарної радіації за наявності хмарності змінюється у великих межах. Найбільший прихід її спостерігається при ясному небі або при невеликій хмарності, що не закриває Сонця.

У добовому та річному ході зміни сумарної радіації майже прямо пропорційні до зміни висоти Сонця. У добовому ході максимум сумарної радіації при безхмарному небі зазвичай припадає на полуденний час. У річному ході максимум сумарної радіації відзначається у північній півкулі зазвичай у червні, у південному – у грудні.

Відбита радіація. Альбедо

Частина сумарної радіації, що приходить до діяльного шару Землі, відбивається від нього. Відношення відбитої частини радіації до всієї сумарної радіації, що приходить, називаютьвідбивною здатністю , абоальбедо (А) даної поверхні, що підстилає.

Альбедо поверхні залежить від її кольору, шорсткості, вологості та інших властивостей.

Альбедо різних природних поверхонь (за В. Л. Гаєвським та М. І. Будиком)

Альбедо водних поверхоньпри висоті Сонця понад 60° менше, ніж альбедо суші, оскільки сонячні промені, проникаючи у воду, значною мірою поглинаються та розсіюються в ній. При прямовисному падінні променів А = 2-5%, при висоті Сонця менше 10 ° А = 50-70%. Велике альбедо льоду та снігу обумовлює уповільнений хід весни у полярних районах та збереження там вічних льодів.

Спостереження за альбедо суші, моря та хмарного покриву проводяться з штучних супутниківЗемлі. Альбедо моря дозволяє розраховувати висоту хвиль, альбедо хмар характеризує їх потужність, а альбедо різних ділянок суші дозволяє судити про рівень покриття полів снігом і стан рослинного покриву.

Альбедо всіх поверхонь, а особливо водних, залежить від висоти Сонця: найменше альбедо буває в полуденний годинник, найбільше - вранці та ввечері. Це з тим, що з малої висоті Сонця у складі сумарної радіації зростає частка розсіяної, що у більшою мірою, Чим пряма радіація, відбивається від шорсткої підстилаючої поверхні.

Довгохвильове випромінювання Землі та атмосфери

Земне випромінюваннядещо менше випромінювання абсолютно чорного тіла за тієї ж температури.

Випромінювання земної поверхні відбувається безперервно. Чим вище температура випромінюючої поверхні, тим інтенсивніше її випромінювання. Також безперервно відбувається випромінювання атмосфери, яка, поглинаючи частину сонячної радіації та випромінювання земної поверхні, сама випромінює довгохвильову радіацію.

У помірних широтах при безхмарному небі випромінювання атмосфери становить 280-350 Вт/м², а разі хмарного неба воно на 20-30% більше. Близько 62-64% цього випромінювання спрямовано земної поверхні. Прихід на земну поверхню становить зустрічне випромінювання атмосфери. Різниця цих двох потоків характеризує втрату променистої енергії діяльним шаром. Цю різницю називаютьефективним випромінюванням Ееф .

Ефективне випромінювання діяльного шару залежить від температури, від температури і вологості повітря, і навіть від хмарності. З підвищенням температури земної поверхні Ееф збільшується, а з підвищенням температури та вологості повітря зменшується. Особливо впливають ефективне випромінювання хмари, оскільки краплі хмар випромінюють майже як і, як і діяльний шар Землі. У середньому Ееф вночі та вдень при ясному небі у різних пунктах земної поверхні змінюється в межах 70-140 Вт/м².

Добовий хід Ефективне випромінювання характеризується максимумом в 12-14 год і мінімум перед сходом Сонця.Річний хід Ефективне випромінювання в районах з континентальним кліматом характеризується максимумом у літні місяці та мінімумом у зимові. У районах з морським кліматомрічний хід ефективного випромінювання виражений слабше, ніж у районах, розташованих у глибині континенту

Випромінювання земної поверхні поглинається водяною парою та вуглекислим газом, що містяться в повітрі. Але короткохвильову радіацію Сонця атмосфера значною мірою пропускає. Ця властивість атмосфери називається«оранжерейним ефектом» , оскільки атмосфера при цьому діє подібно до скла в теплицях: скло добре пропускає сонячні промені, що нагрівають ґрунт і рослини в теплиці, але погано пропускає в зовнішній простір теплове випромінювання ґрунту, що нагрівся. Розрахунки показують, що за відсутності атмосфери середня температура діяльного шару Землі була на 38°С, нижче фактично спостерігається і Земля було б покрита вічним льодом.

Якщо прихід радіації більший за витрату, то радіаційний баланс позитивний і діяльний шар Землі нагрівається. При негативному радіаційному балансі цей шар охолоджується. Радіаційний баланс вдень зазвичай позитивний, а вночі негативний. Приблизно за 1-2 години до заходу Сонця він стає негативним, а вранці, загалом за 1 год після сходу Сонця знову стає позитивним. Хід радіаційного балансу вдень при ясному небі наближається до ходу прямої радіації.

Вивчення радіаційного балансу сільськогосподарських угідь дозволяє розраховувати кількість радіації, поглиненої посівами та ґрунтом, залежно від висоти Сонця, структури посіву, фази розвитку рослин. Для оцінки різних прийомів регулювання температури та вологості ґрунту, випаровування та інших величин визначають радіаційний баланс сільськогосподарських полів при різних типах рослинного покриву.

Методи вимірювання сонячної радіації та складових радіаційного балансу

Для вимірювання потоків сонячної радіації застосовуютьсяабсолютні івідносні методи та відповідно розроблені абсолютні та відносні актинометричні прилади. Абсолютні прилади зазвичай застосовують тільки для тарування та перевірки відносних приладів.

Відносні прилади застосовуються при регулярних спостереженнях на мережі метеостанцій, а також в експедиціях та при польових спостереженнях. З них найбільше широко використовуються термоелектричні прилади: актинометр, піранометр і альбедометр. Приймачем сонячної радіації у цих приладів служать термобатареї, складені з двох металів (зазвичай манганіну та константану). Залежно від інтенсивності радіації між спаями термобатареї створюється різниця температур і виникає електричний струм різної сили, що вимірюється гальванометром. Для перекладу поділів шкали гальванометра в абсолютні одиниці застосовуються перекладачі, які визначаються для цієї пари: актинометричний прилад - гальванометр.

Актинометр термоелектричний (М-3) Савинова - Янішевського служить для вимірювання прямої радіації, що приходить на поверхню перпендикулярну до сонячних променів.

Піранометр (М-80М) Янішевського служить для вимірювання сумарної та розсіяної радіації, що приходить на горизонтальну поверхню.

При спостереженнях приймальна частина піранометра встановлюється горизонтально. Для визначення розсіяної радіації піранометр затінюється від прямої радіації тіньовим екраном у вигляді круглого диска, закріпленого на стрижні на відстані 60 см від приймальної поверхні. При вимірі сумарної радіації тіньовий екран відводиться убік

Альбедометр - це піранометр, пристосований також. Для виміру відбитої радіації. Для цього служить пристрій, що дозволяє повертати приймальну частину приладу вгору (для вимірювання прямої) та вниз (для вимірювання відбитої радіацій). Визначивши альбедометр сумарну і відбиту радіацію, обчислюють альбедо підстилаючої поверхні. Для польових вимірів використовують альбедометр похідний М-69.

Балансомір термоелектричний М-10М. Цей прилад застосовується для вимірювання радіаційного балансу поверхні, що підстилає.

Крім розглянутих приладів, використовують також люксметри - фотометричні прилади для вимірювання освітленості, спектрофотометри, різні прилади для вимірювання ФАР тощо.

Важливою характеристикою режиму сонячної радіації є тривалість сонячного сяйва. Для її визначення слугуєгеліограф .

У польових умовах найчастіше застосовуються піранометри, похідні альбедометри, балансоміри та люксметри. Для спостережень серед рослин найбільш зручні похідні альбедометри та люксметри, а також спеціальні мікропіранометри.

Сонячна радіація - випромінювання, властиве світилу нашому планетної системи. Сонце - головна зірканавколо якої звертається Земля, а також сусідні планети. Фактично це величезна розпечена газова куля, що постійно випускає в простір навколо себе потоки енергії. Саме їх і називають радіацією. Смертельна, водночас саме ця енергія - один із основних факторів, що роблять можливим життяна нашій планеті. Як і все у цьому світі, користь та шкода сонячної радіації для органічного життя тісно взаємопов'язані.

Загальне уявлення

Щоб зрозуміти, що є сонячна радіація, необхідно спочатку розібратися, що таке Сонце. Основне джерело тепла, що забезпечує умови для органічного існування на нашій планеті, у вселенських просторах є лише невеликою зірочкою на галактичних околицях Чумацького Шляху. А ось для землян Сонце – це центр міні-всесвіту. Адже саме довкола цього газового згустку звертається наша планета. Сонце дає нам тепло та освітлення, тобто постачає форми енергії, без яких наше існування було б неможливим.

У давнину джерело сонячної радіації – Сонце – було божеством, об'єктом, гідним поклоніння. Сонячна траєкторіяпо небу людям здавалася очевидним доказом божої волі. Спроби вникнути в суть явища, пояснити, що це світило, робилися з давніх-давен, і особливо значний внесок у них зробив Коперник, сформувавши ідею геліоцентризму, разюче відрізнялася від загальноприйнятого на той час геоцентризму. Втім, достеменно відомо, що і в давнину вчені не раз замислювалися над тим, що ж таке Сонце, чому воно таке важливе для будь-яких форм життя на нашій планеті, чому пересування цього світила саме таке, яким ми його бачимо.

Прогрес технологій дозволив глибше зрозуміти, що є Сонце, які процеси відбуваються всередині зірки, на її поверхні. Вчені пізнали, що є сонячною радіацією, яким чином газовий об'єкт впливає на планети у своїй зоні впливу, зокрема, на земний клімат. Зараз людство має в своєму розпорядженні досить об'ємну базу знань, щоб з упевненістю говорити: вдалося з'ясувати, що таке за своєю суттю радіація, випромінювана Сонцем, як виміряти цей енергетичний потік і як сформулювати особливості його впливу на різні формиорганічного життя Землі.

Про терміни

Найбільш важливий крокв освоєнні суті поняття було зроблено у минулому столітті. Саме тоді іменитий астроном А. Еддінгтон сформулював припущення: у сонячних глибинах відбувається термоядерний синтез, що дозволяє виділятися величезній кількості енергії, що випромінюється у простір навколо зірки. Намагаючись оцінити величину сонячної радіації, було зроблено зусилля визначення фактичних параметрів середовища на світилі. Так, температура ядра, за розрахунками вчених, сягає 15 мільйонів градусів. Цього достатнього, щоб упоратися із взаємним відразливим впливом протонів. Зіткнення одиниць призводить до формування гелієвих ядер.

Нові відомості привернули увагу багатьох видатних учених, включаючи А. Ейнштейна. У спробах оцінити величину сонячної радіації науковці з'ясували, що ядра гелієві за своєю масою поступаються сумарній величині 4 протонів, необхідних для формування нової структури. Так було виявлено особливість реакцій, що отримала назву «дефект мас». Але ж у природі ніщо не може пропасти безвісти! У спробі знайти «утекли» величини вчені порівняли енергетичне лікування та специфіку зміни маси. Саме тоді вдалося виявити, що різниця випромінюється гамма-квантами.

Об'єкти, що випромінюються, пробиваються від ядра нашої зірки до її поверхні крізь численні газові атмосферні шари, що призводить до дроблення елементів і формування на їх основі електромагнітного випромінювання. Серед інших видів сонячної радіації - світло, яке сприймається людським оком. Приблизні оцінки дозволили припустити, що процес проходження гамма-квантів займає близько десяти мільйонів років. Ще вісім хвилин – і випромінювана енергія сягає поверхні нашої планети.

Як і що?

Сонячною радіацією називають сумарний комплекс електромагнітного випромінювання, якому властивий досить великий діапазон. Сюди входить так званий сонячний вітер, тобто енергетичний потік, сформований електронами, легкими частинками. на прикордонному шаріУ атмосфері нашої планети постійно спостерігається однакова інтенсивність випромінювання Сонця. Енергія зірки дискретна, її перенесення здійснюється через кванти, при цьому корпускулярний нюанс настільки малозначущий, що можна розглядати промені як електромагнітні хвилі. А їхнє поширення, як з'ясували фізики, відбувається рівномірно і по прямій лінії. Отже, щоб описати сонячну радіацію, необхідно визначити властиву їй довжину хвилі. З цього параметра прийнято виділяти кілька типів випромінювання:

• тепло;
• радіохвиля;
• білий світ;
• ультрафіолет;
• гамма;
• рентген.

Співвідношення інфрачервоних, видимих, ультрафіолетових краще оцінюється наступним чином: 52%, 43%, 5%.

Для кількісної радіаційної оцінки необхідно розрахувати щільність потоку енергії, тобто кількість енергії, яка в заданий часовий проміжок досягає обмеженої ділянки поверхні.

Як показали дослідження, сонячна радіація здебільшого поглинається планетарною атмосферою. Завдяки цьому відбувається нагрівання до температури, комфортної для органічного життя, властивого Землі. Існуюча оболонка з озону дозволяє пройти лише однією сотою ультрафіолетового випромінювання. У цьому повністю блокуються хвилі короткої довжини, небезпечні живих істот. Атмосферні шари здатні розсіяти майже третину променів Сонця, ще 20% поглинаються. Отже, поверхні планети сягає трохи більше половини всієї енергії. Саме цей «залишок» у науці назвали прямою сонячною радіацією.

А якщо детальніше?

Відомо кілька аспектів, від яких залежить, наскільки інтенсивним буде пряме випромінювання. Найбільш значущими вважаються кут падіння, що залежить від широти (географічна характеристика місцевості на земній кулі), пора року, що визначає, наскільки велика відстань до конкретної точки від джерела випромінювання. Багато що залежить від особливостей атмосфери – наскільки вона забруднена, як багато у заданий момент хмар. Нарешті, відіграє роль характер поверхні, на яку падає промінь, а саме, її здатності відбивати хвилі, що надійшли.

Сумарною сонячною радіацією називають величину, що поєднує розсіяні обсяги та пряме випромінювання. Параметр, що використовується для оцінки інтенсивності, оцінюється в калоріях для розрахунку на одиницю території. При цьому пам'ятають, що в різний часдоби значення, властиві випромінюванню, відрізняються. Крім того, енергія не може розподілятися поверхнею планети рівномірно. Чим ближче до полюса, тим інтенсивність вища, при цьому снігові покриви мають високу відбивну здатність, а значить, повітря не отримує можливості прогрітися. Отже, що далі від екватора, то сумарні показники сонячного хвильового випромінювання будуть меншими.

Як вдалося виявити вченим, енергія сонячної радіації серйозно впливає на планетарний клімат, підпорядковує собі життєдіяльність різноманітних організмів, що існують на Землі. У нашій країні, а також на території найближчих сусідів, як і в інших країнах, розташованих у північній півкулі, взимку переважна частка належить розсіяному випромінюванню, а ось улітку домінує пряме.

Інфрачервоні хвилі

Із загальної кількості сумарної сонячної радіації значний відсоток належить саме інфрачервоному спектру, який не сприймається оком людини. За рахунок таких хвиль нагрівається поверхня планети, що поступово передає теплову енергіюповітряним масам. Це допомагає зберігати комфортний клімат, підтримувати умови існування органічного життя. Якщо немає якихось серйозних збоїв, клімат залишається умовно незмінним, отже, все істоти можуть мешкати у звичних їм умовах.

Наше світило - не єдине джерело хвиль інфрачервоного спектру. Аналогічне випромінювання властиве будь-якому нагрітому об'єкту, включаючи звичайну батарею в будинку. Саме на принципі сприйняття інфрачервоного випромінювання працюють численні прилади, що дають можливість бачити у темряві, інших некомфортних для очей умовах нагріті тіла. До речі, за аналогічним принципом працюють такі, що стали настільки популярними в Останнім часомкомпактні прилади для оцінки через які ділянки будівлі відбуваються найбільші тепловтрати. Ці механізми особливо поширені серед будівників, і навіть власників приватних будинків, оскільки допомагають виявити, якими ділянками тепло втрачається, організувати їх захист і запобігти зайву витрату енергії.

Не варто недооцінювати вплив сонячної радіації інфрачервоного спектру на людський організм лише тому, що очі не можуть сприймати такі хвилі. Зокрема, випромінювання активно використовується в медицині, оскільки дозволяє підвищити концентрацію лейкоцитів у кровоносній системі, а також привести до норми кровотік за рахунок збільшення просвітів кровоносних судин. Прилади, засновані на ІЧ-спектрі, застосовуються як профілактичні проти шкірних патологій, терапевтичних при запальних процесах у гострій та хронічній формі. Найбільш сучасні препарати допомагають впоратися з колоїдними рубцями та трофічними ранами.

Це цікаво

На основі вивчення факторів сонячної радіації вдалося створити унікальні прилади, звані термографами. Вони дозволяють своєчасно виявити різні хвороби, не доступні виявлення іншими способами. Саме так можна знайти рак чи тромб. ІЧ певною мірою захищає від ультрафіолету, небезпечного для органічного життя, що дозволило використовувати хвилі такого спектру для відновлення здоров'я тривалий часастронавтів, що знаходилися в космосі.

Природа навколо нас і донині загадкова, стосується це і випромінювання різних довжин хвиль. Зокрема, інфрачервоне світло досі досліджено не досконало. Вчені знають, що його неправильне застосуванняможе спричинити шкоду здоров'ю. Так, неприпустимо використовувати обладнання, яке формує таке світло, для терапії гнійних запалених ділянок, кровотеч та злоякісних новоутворень. Інфрачервоний спектр протипоказаний людям, які страждають на порушення функціонування серця, судин, включаючи розташовані в мозку.

Видиме світло

Один із елементів сумарної сонячної радіації – видимий людському окусвітло. Хвильові пучки розповсюджуються по прямих лініях, тому немає накладення друг на друга. Свого часу це стало темою чималої кількості наукових праць: вчені поставили собі за мету зрозуміти, чому навколо нас так багато відтінків. Виявилося, що свою роль відіграють ключові параметри світла:

• заломлення;
• відображення;
• поглинання.

Як з'ясували вчені, об'єкти не здатні власними силами бути джерелами видимого світла, але можуть поглинати випромінювання і відбивати його. Варіюються кути відбиття, частота хвиль. Протягом багатьох століть здатність людини бачити поступово вдосконалювалася, але певні обмеження зумовлені біологічною будовоюочі: сітківка така, що може сприйняти лише певні промені відбитих світлових хвиль. Це випромінювання – невеликий проміжок між ультрафіолетом та інфрачервоними хвилями.

Численні цікаві та загадкові світлові особливості не тільки стали темою безлічі робіт, а й були основою зародження нової фізичної дисципліни. Одночасно з'явилися ненаукові практики, теорії, прихильники яких вважають, що колір здатний вплинути на фізичний стан людини, психіку. На підставі таких припущень люди оточують себе предметами, найбільш приємними для їхнього ока, роблячи побутову повсякденність комфортнішою.

Ультрафіолет

Не менш важливий аспект сумарної сонячної радіації – ультрафіолетове вивчення, сформоване хвилями великої, середньої та малої довжини. Вони відмінні один від одного як по фізичним параметрам, і за особливостями впливу форми органічного життя. Довгі ультрафіолетові хвилі, наприклад, атмосферних шарахв основному розсіюються, а до земної поверхні дістається лише незначний відсоток. Чим коротша довжина хвилі, тим глибше таке випромінювання може проникнути в людську (і не лише) шкіру.

З одного боку, ультрафіолет небезпечний, але без нього неможливе існування різноманітного органічного життя. Таке випромінювання відповідає за формування кальциферолу в організмі, а цей елемент необхідний для будівництва кісткової тканини. УФ-спектр – це потужна профілактика рахіту, остеохондрозу, що особливо важливо у дитячому віці. Крім того, таке випромінювання:

• приводить до норми метаболізм;
• активізує виробництво незамінних ферментів;
• посилює регенеративні процеси;
• стимулює кровотік;
• розширює кровоносні судини;
• стимулює імунну систему;
• призводить до формування ендорфіну, отже, зменшується нервове перезбудження.

Зворотній бік медалі

Вище було зазначено, що сумарною сонячною радіацією називають кількість випромінювання, яке досягло поверхні планети та розсіяного в атмосфері. Відповідно елементом цього обсягу є ультрафіолет усіх довжин. Потрібно пам'ятати, що цей фактор має як позитивні, так і негативні сторонивпливу на органічне життя. Сонячні ванни, часто корисні, можуть бути джерелом небезпеки для здоров'я. Занадто тривале перебування під прямим сонячним світлом, особливо в умовах підвищеної активності світила, шкідливе та небезпечне. Тривалий вплив на організм, а також надто висока активністьопромінення стають причиною:

• опіків, почервоніння;
• набряків;
• гіперемії;
• спека;
• нудоти;
• блювання.

Тривале ультрафіолетове опромінення провокує порушення апетиту, функціонування ЦНС, імунної системи. Крім того, починає боліти голова. Описані ознаки – класичні прояви сонячного удару. Сама людина не завжди може усвідомити, що відбувається – стан поступово погіршується. Якщо помітно, що комусь поблизу стало погано, слід надати першу допомогу. Схема наступна:

• допомогти перейти з-під прямого світлау прохолодне затінене місце;
• покласти хворого на спину так, щоб ноги були вищими за голову (це допоможе привести в норму кровотік);
• охолодити водою шию, обличчя, а на лоб покласти холодний компрес;
• розстебнути краватку, ремінь, зняти тісний одяг;
• через півгодини після нападу дати випити холодної води (маленька кількість).

Якщо потерпілий знепритомнів, важливо відразу звернутися за допомогою до лікаря. Бригада швидкої допомоги перемістить людину в безпечне місцеі зробить ін'єкцію глюкози або вітаміну С. Ліки вводять у вену.

Як засмагати правильно?

Щоб не дізнатися на своєму досвіді, якою неприємною може бути зайва кількість сонячної радіації, що отримується при засмагі, важливо дотримуватися правил безпечного проведення часу на сонці. Ультрафіолет ініціює вироблення меланіну - гормону, що допомагає шкірним покривам захиститися від негативного впливухвиль. Під впливом цієї речовини шкіра стає темнішою, а відтінок переходить у бронзовий. І до цього дня не вщухають суперечки про те, наскільки це корисно та шкідливо для людини.

З одного боку, засмага - спроба організму захиститися від зайвої дії випромінювання. У цьому підвищується можливість формування злоякісних новоутворень. З іншого боку, засмага вважається модною і красивою. Щоб мінімізувати для себе ризики, розумно перед початком пляжних процедур розібрати, чим небезпечна кількість сонячної радіації, що отримується під час сонячних ванн, як мінімізувати ризики для себе. Щоб враження були максимально приємними, любителі засмагати повинні:

• пити багато води;
• користуватися засобами, що захищають шкіру;
• засмагати увечері чи вранці;
• проводити під прямими променями сонечка не більше години;
• не вживати спиртне;
• включити до меню багаті селеном, токоферолом, тирозином продукти. Не варто забувати і про бета-каротину.

Значення сонячної радіації для людського організмувинятково велике, не варто забувати і позитивні, і негативні аспекти. Слід усвідомлювати, що у різних людей біохімічні реакціївідбуваються з індивідуальними особливостями, тому для когось і півгодинні сонячні ванни можуть бути небезпечними. Розумно перед пляжним сезоном проконсультуватися з лікарем, оцінити тип, стан шкірних покривів. Це допоможе запобігти шкоді здоров'ю.

По можливості слід уникати засмаги у похилому віці, у період виношування малюка. Не поєднуються із сонячними ваннами ракові захворювання, порушення психіки, шкірні патології та недостатність функціонування серця.

Сумарна радіація: де нестача?

Досить цікавим для розгляду процес розподілу сонячної радіації. Як вище було згадано, лише близько половини всіх хвиль можуть досягти поверхні планети. Куди ж зникають решта? Свою роль відіграють різні верстви атмосфери та мікроскопічні частинки, з яких вони сформовані. Велика частина, як було зазначено, поглинається озоновим шаром – це все хвилі, довжина яких менше 0,36 мкм. Додатково озон здатний поглинути деякі типи хвиль з видимого людського ока спектру, тобто проміжок 044-118 мкм.

Ультрафіолет певною мірою поглинається кисневим шаром. Це властиво випромінюванню із довжиною хвилі 0,13-0,24 мкм. Вуглекислий газ, пара води можуть поглинути невеликий відсоток інфрачервоного діапазону. Аерозоль атмосфери поглинає деяку частину (ІЧ-спектр) загальної кількості сонячної радіації.

Хвилі з категорії коротких розсіюються в атмосфері через наявність мікроскопічних неоднорідних частинок, аерозолю, хмар. Неоднорідні елементи, частинки, габарити яких поступаються довжині хвилі, провокують молекулярне розсіювання, а для більших властиве явище, що описується індикатрисою, тобто аерозольне.

Інша кількість сонячної радіації сягає земної поверхні. Воно поєднує пряме випромінювання, розсіяне.

Сумарна радіація: важливі аспекти

Сумарна величина - це кількість сонячної радіації, яку отримує територія, а також поглинена в атмосфері. Якщо на небі немає хмар, сумарна величина випромінювання залежить від широти місцевості, висоти положення небесного тілатипу землі на цій ділянці, а також рівня прозорості повітря. Чим більше в атмосфері розсіяно аерозольних частинок, тим нижче пряме випромінювання, зате зростає частка розсіяного. У нормі за відсутності хмарності у сумарній радіації розсіяна – це одна четверта частина.

Наша країна належить до північних, тому більшу частину року в південних регіонахвипромінювання значно більше, ніж у північних. Це зумовлено становищем світила на небі. А ось короткий часовий проміжок травень-липень - це унікальний період, коли навіть на півночі сумарна радіація досить велика, оскільки сонце знаходиться високо в небі, а тривалість світлового днябільше, ніж у інші місяці року. При цьому в середньому на азіатській половині країни за відсутності хмарності сумарна радіація істотніша, ніж на заході. Максимальна сила хвильового випромінювання спостерігається опівдні, а річний максимум посідає червень, коли сонце найвище у небі.

Сумарною сонячною радіацією називають кількість сонячної енергії, яка досягає нашої планети. При цьому слід пам'ятати, що різні атмосферні фактори призводять до того, що річний прихід сумарної радіації менший, ніж міг би бути. Найбільша різниця між реально спостеріганим і максимально можливим характерна для далекосхідних регіоніву літній період. Мусони провокують виключно щільну хмарність, тому сумарна радіація зменшується приблизно наполовину.

Цікаво знати

Найбільший відсоток максимально можливого опромінення сонячної енергією насправді спостерігається (з розрахунку на 12 місяців) Півдні країни. Показник сягає 80%.

Хмарність не завжди призводить до однакового показникарозсіювання сонячного випромінювання. Грає роль форма хмар, особливості сонячного дискау конкретний час. Якщо така відкрита, тоді хмарність стає причиною зменшення прямого випромінювання, одночасно розсіяне різко зростає.

Можливі й такі дні, коли пряме випромінювання за своєю силою приблизно таке саме, як розсіяне. Добова сумарна величина може бути навіть більшою, ніж випромінювання, властиве абсолютно безхмарному дню.

У розрахунку на 12 місяців особливу увагу необхідно приділяти астрономічним явищамяк визначальним загальні чисельні показники. При цьому хмарність призводить до того, що реально радіаційний максимум може спостерігатися не у червні, а місяцем раніше чи пізніше.

Радіація у космосі

З межі магнітосфери нашої планети і далі космічні просториСонячна радіація стає фактором, пов'язаним зі смертельною небезпекою для людини. Ще 1964 року було випущено важливу науково-популярну працю, присвячену методам захисту. Його авторами виступили радянські вчені Каманін, Бубнов. Відомо, що для людини доза опромінення з розрахунку на тиждень має бути не більше 0,3 рентгена, при цьому за рік - в межах 15 Р. При короткочасному опроміненні межею для людини позначено 600 Р. Польоти в космос, особливо в умовах непередбачуваної сонячної активності можуть супроводжуватися значним опроміненням астронавтів, що зобов'язує вживати додаткових заходів захисту від хвиль різної довжини.

Після місій "Аполлон", в ході яких тестувалися способи захисту, досліджувалися фактори, що впливають людське здоров'я, минуло не одне десятиліття, але й донині вчені не можуть знайти результативні, надійні методи прогнозування геомагнітних бур. Можна скласти прогноз з розрахунку на годинник, іноді - на кілька днів, але навіть для тижневого припущення шанси реалізації - не більше 5%. Сонячний вітер - ще більш непередбачуване явище. З ймовірністю один до трьох космонавти, вирушаючи в нову місіюможуть потрапити в потужні потоки випромінювань. Це робить ще більше важливим питанняяк дослідження та прогнозування радіаційних особливостей, так і розробки методів захисту від нього.

Під прямою сонячною радіацією, яку нерідко називають просто сонячною радіацією, розуміють радіацію, яка доходить до місця спостереження у вигляді пучка паралельних променів безпосередньо від Сонця.

Потоки сонячної радіації на перпендикулярні промені ( I) та горизонтальну ( I΄ = I sin h) поверхні залежать від наступних факторів: а) сонячної постійної; б) відстані між Землею та Сонцем (потік I 0 ) на верхній межі атмосфери у січні приблизно на 3,5 % більше, а у липні на 3,5 % менше, ніж I* 0 ); в) фізичного стануатмосфери над пунктом спостереження (змісту поглинаючих газів та твердих атмосферних домішок, наявності хмар та туманів); г) висоти Сонця.

Залежно від зазначених факторів потоки Iдо Iзмінюються в широких межах. У кожному пункті вони мають чітко виражений добовий та річний хід (максимуми Iі I΄ протягом доби спостерігаються у місцевий опівдні). Хоча висота Сонця (від якої залежить т.) і надає великий впливна потоки сонячної радіації, але не менший вплив має і замутненість атмосфери. Це підтверджують максимальні (з полуденних) значення потоку I, які колись спостерігалися у різних пунктах (табл. 6.3 та 6.4). З наведених у табл. 6.3 даних випливає, що незважаючи на велику відмінність у широті станцій і, отже, максимальній висотіСонця, відмінність I максними невелико. Більше того, на о. Діксон значення Iмакс більше, ніж у пунктах, розташованих південніше. Пояснюється це тим, що атмосфера в низьких широтах містить більше водяної пари та домішок, ніж у високих.

6.5. Розсіяна радіація

Розсіяна радіація є сонячною радіацією, що зазнала розсіювання в атмосфері. Кількість розсіяної радіації, що надходить на одиничну горизонтальну поверхню в одиницю часу, зветься потоку розсіяної радіації; потік розсіяної радіації будемо позначати через i. Оскільки першоджерелом розсіяної радіації є пряма сонячна радіація, потік iмає залежати від факторів, які визначають I, А саме: а) висоти Сонця h(чим більше h, тим більше i); б) прозорості атмосфери (що більше р, тим менше i; в) хмарність.

6.6. Сумарна радіація

Потоком сумарної радіації Q називається сума потоків прямої (I) і розсіяної ( i) сонячної радіації, що надходять на горизонтальну поверхню. Шляхом вирішення наближених рівнянь перенесення радіації К. Я. Кондратьєв та ін. отримали таку формулу для потоку сумарної радіації за безхмарних умов:

Тут τ - оптична товщина для інтегрального потоку, яку, як показано О. А. Авасте, можна вважати рівною τ 0,55 - оптичної товщини для монохроматичного потоку з λ = 0,55 мкм; ε - множник, який приймає при різних висотахСонця такі значення:

6.7. Альбедо

Альбедо, або відбивною здатністю будь-якої поверхні, як зазначалося, називають ставлення потоку відбитої даної поверхнею радіації до потоку падаючої радіації, виражене у частках одиниці чи відсотках.

Спостереження показують, що альбедо різних поверхонь змінюється порівняно вузьких межах (10-30 %); виняток становлять сніг та вода. .

Яскраве світило припікає нас гарячими променями і змушує задуматися про значення радіації в нашому житті, її користі та шкоді. Що таке сонячна радіація? Урок шкільної фізики пропонує нам спочатку ознайомитися з поняттям електромагнітної радіаціїв цілому. Цим терміном позначають ще одну форму матерії - відмінну від речовини. Сюди відноситься і видиме світло, і спектр, що не сприймається оком. Тобто рентгенівське проміння, гамма-промені, ультрафіолетові та інфрачервоні.

Електромагнітні хвилі

За наявності джерела-випромінювача радіації її електромагнітні хвилі поширюються у всіх напрямках зі швидкістю світла. Ці хвилі, як будь-які інші, мають певні характеристики. До них відносяться частота коливань та довжина хвилі. Властивістю випускати радіацію мають будь-які тіла, температура яких відрізняється від абсолютного нуля.

Сонце - основний та найпотужніший джерелорадіації поблизу нашої планети. У свою чергу, Земля (її атмосфера та поверхня) і сама випромінює радіацію, але в іншому діапазоні. Спостереження за температурними умовами на планеті протягом тривалих проміжків часу породило гіпотезу про рівновагу кількості тепла, що отримується від Сонця і віддається в космічний простір.

Радіація сонця: спектральний склад

Абсолютна більшість (близько 99%) сонячної енергії у спектрі лежить в інтервалі довжин хвиль від 0,1 до 4 мкм. 1% - промені більшої і меншої довжини, включаючи радіохвилі і рентгенівське випромінювання. Близько половини променистої енергії сонця посідає той спектр, який ми сприймаємо поглядом, приблизно 44% - на інфрачервоне випромінювання, 9% – на ультрафіолетове. Звідки нам відомо, як ділиться сонячна радіація? Розрахунок її розподілу можливий завдяки дослідженням із космічних супутників.

Є речовини, здатні приходити в особливий стан та випромінювати додаткову радіацію іншого хвильового діапазону. Наприклад, зустрічається свічення при низьких температурах, не характерних для випромінювання світла даною речовиною. Даний вид радіації, що отримав назву люмінесцентної, не піддається нормальним принципам теплового випромінювання.

Явище люмінесценції відбувається після поглинання речовиною деякої кількості енергії та переходу в інший стан (т. зв. збуджене), більш енергетично високе, ніж при власній температурі речовини. Люмінесценція з'являється при зворотному переході – зі збудженого у звичний стан. У природі ми можемо спостерігати її у вигляді нічних свічень неба та полярного сяйва.

Наше світило

Енергія сонячних променів – майже єдине джерело тепла для нашої планети. Власна радіація, що йде з її глибин до поверхні, має інтенсивність, меншу приблизно 5 тисяч разів. При цьому видиме світло – один із найважливіших факторів життя на планеті – лише частина сонячної радіації.

Енергія сонячних променів переходить у тепло меншою частиною – в атмосфері, більшою – на поверхні Землі. Там вона витрачається на нагрівання води та ґрунту ( верхніх шарів), які потім віддають тепло повітрю. Будучи нагрітими, атмосфера та земна поверхня, у свою чергу, випускають інфрачервоні промені в космос, при цьому охолоджуючись.

Сонячна радіація: визначення

Ту радіацію, яка йде до поверхні нашої планети безпосередньо від сонячного диска, прийнято називати прямою сонячною радіацією. Сонце поширює її у всіх напрямках. З урахуванням величезної відстані від Землі до Сонця, пряма сонячна радіація в будь-якій точці земної поверхні може бути представлена ​​як пучок паралельних променів, джерело яких практично в нескінченності. Площа, розташована перпендикулярно до променів. сонячного світла, Отримує, таким чином, її найбільшу кількість.

Щільність потоку радіації (або енергетична освітленість) є мірою її кількості, що падає на певну поверхню. Це обсяг променистої енергії, яка потрапляє в одиницю часу на одиницю площі. Вимірюється дана величина- енергетична освітленість - Вт/м 2 . Наша Земля звертається навколо Сонця еліпсоїдною орбітою. Сонце знаходиться в одному з фокусів цього еліпса. Тому щороку в визначений час(На початку січня) Земля займає становище найближче до Сонця та в інше (на початку липня) - далі від нього. При цьому величина енергетичного освітлення змінюється в зворотної пропорціїщодо квадрата відстані до світила.

Куди подіється сонячна радіація, що дійшла до Землі? Види її визначаються безліччю чинників. Залежно від географічної широти, вологості, хмарності, частина її розсіюється в атмосфері, частина поглинається, але більшість все ж таки досягає поверхні планети. При цьому незначна кількість відображається, а основна - поглинається земною поверхнею, під дією чого піддається нагріванню. Розсіяна сонячна радіація частково також потрапляє на земну поверхню, частково нею поглинається і частково відбивається. Залишок її йде у космічний простір.

Як відбувається розподіл

Чи однорідна сонячна радіація? Види її після всіх "втрат" в атмосфері можуть відрізнятися за своїм спектрального складу. Адже промені з різними довжинами і розсіюються, і поглинаються по-різному. У середньому атмосферою поглинається близько 23% початкової кількості. Приблизно 26% всього потоку перетворюється на розсіяну радіацію, 2/3 якої потрапляє потім на Землю. По суті, це інший вид радіації, відмінний від початкового. Розсіяна радіація посилається Землю не диском Сонця, а небесним склепінням. Вона має інший спектральний склад.

Поглинає радіацію головним чином озон. видимий спектр, і ультрафіолетові промені. Випромінювання інфрачервоного діапазонупоглинається вуглекислим газом (діоксидом вуглецю), якого, до речі, в атмосфері дуже мало.

Розсіювання радіації, що її послаблює, відбувається для будь-яких довжин хвиль спектру. У процесі його частки, потрапляючи під електромагнітний вплив, перерозподіляють енергію падаючої хвилі в усіх напрямках Тобто частки служать точковими джерелами енергії.

Денне світло

Внаслідок розсіювання світло, що йде від сонця, при проходженні шарів атмосфер змінює колір. Практичне значеннярозсіяння – у створенні денного світла. Якби Земля була позбавлена ​​атмосфери, освітлення існувало лише в місцях потрапляння прямих або відбитих поверхнею променів сонця. Тобто атмосфера – джерело освітлення вдень. Завдяки їй світло і в місцях, недоступних прямим променям, і тоді, коли сонце ховається за хмарами. Саме розсіювання надає повітрю кольору – ми бачимо небо блакитним.

А від чого залежить сонячна радіація ще? Не слід скидати з рахунків і фактор каламутності. Адже ослаблення радіації відбувається двома шляхами - власне атмосферою та водяною парою, а також різними домішками. Рівень запилення зростає влітку (як і вміст в атмосфері водяної пари).

Сумарна радіація

Під нею мається на увазі Загальна кількістьрадіації, що падає на земну поверхню, - і прямий, і розсіяний. Сумарна сонячна радіація зменшується за хмарної погоди.

З цієї причини влітку сумарна радіація в середньому вища до полудня, ніж після нього. А у першому півріччі – більше, ніж у другому.

Що відбувається із сумарною радіацією на земній поверхні? Потрапляючи туди, вона здебільшого поглинається верхнім шаром ґрунту або води і перетворюється на тепло, частина її при цьому відбивається. Ступінь відбиття залежить від характеру земної поверхні. Показник, що виражає відсоткове відношенняВідбитої сонячної радіації до загальної кількості, що потрапляє на поверхню, називають альбедо поверхні.

Під поняттям власного випромінювання земної поверхні розуміють довгохвильову радіацію, що випромінюється рослинністю, сніговим покривом, верхніми шарами води та ґрунту. Радіаційним балансом поверхні називають різницю між її поглиненим кількістю і випромінюваним.

Ефективне випромінювання

Доведено, що зустрічне випромінювання майже завжди менше, ніж земне. Через це поверхня землі зазнає теплових втрат. Різниця величин власного випромінювання поверхні та атмосферного одержала назву ефективного випромінювання. Це фактично чиста втрата енергії та як результат – тепла вночі.

Існує воно і в денні години. Але протягом дня частково компенсується чи навіть перекривається поглиненою радіацією. Тому поверхня землі тепліша вдень, ніж уночі.

Про географічний розподіл радіації

Сонячна радіація Землі протягом року розподіляється нерівномірно. Її розподіл несе зональний характер, причому ізолінії (з'єднуючі точки однакових значень) радіаційного потоку зовсім не ідентичні широтним колам. Така невідповідність викликана різними рівнями хмарності та прозорості атмосфери у різних районах Земної кулі.

Найбільше значення сумарна сонячна радіація протягом року має у субтропічних пустелях із малохмарною атмосферою. Набагато менше воно у лісових областях екваторіального поясу. Причина цього – підвищена хмарність. У напрямку обох полюсів цей показник зменшується. Але в районі полюсів зростає заново – у північній півкулі менше, у районі снігової та малохмарної Антарктиди – більше. Над поверхнею океанів у середньому сонячна радіація менша, ніж над материками.

Майже всюди на Землі поверхня має позитивний радіаційний баланс, тобто за один і той же час приплив радіації більший за ефективне випромінювання. Виняток становлять області Антарктиди та Гренландії зі своїми крижаними плато.

Чи загрожує нам глобальне потепління?

Але це не означає щорічного потепління земної поверхні. Надлишок поглиненої радіації компенсується витоком тепла з поверхні в атмосферу, що відбувається при змінах фази води (випаровування, конденсація у вигляді хмар).

Таким чином, радіаційної рівноваги як такої на Землі не існує. Натомість має місце теплова рівновага - надходження та зменшення тепла врівноважується. різними шляхами, зокрема радіаційним.

Розподіл балансу за картою

У тих самих широтах Земної кулі радіаційний баланс більше лежить на поверхні океану, ніж над сушею. Пояснити це можна тим, що шар, що поглинає радіацію, в океанах має більшу товщину, водночас ефективне випромінювання там менше через холод морської поверхні порівняно із сушею.

Значні коливання амплітуди розподілу його спостерігаються у пустелях. Баланс там нижчий через високе ефективне випромінювання в умовах сухого повітря та малої хмарності. Найменше він знижений у районах мусонного клімату. У теплий сезон хмарність там підвищена, а поглинена сонячна радіація менша, ніж в інших районах тієї ж широти.

Звичайно ж, головний факторвід якого залежить середньорічне сонячне випромінювання, це широта того чи іншого району. Рекордні "порції" ультрафіолету дістаються країнам, які розташовані поблизу екватора. Це Північно-Східна Африка, її східне узбережжя, Аравійський півострів, північ та захід Австралії, частина островів Індонезії, західна частина узбережжя Південної Америки.

У Європі найбільшу дозу як світла, і радіації приймають він Туреччина, південь Іспанії, Сицилія, Сардинія, острови Греції, узбережжя Франції ( Південна частина), а також частина областей Італії, Кіпр та Крит.

А як у нас?

Сонячна сумарна радіація у Росії розподілена, здавалося б, несподівано. На території нашої країни, хоч як це дивно, зовсім не чорноморські курорти тримають пальму першості. Найбільші дози сонячного випромінювання припадають на території, прикордонні з Китаєм, та Північну Землю. У цілому нині сонячна радіація у Росії особливої ​​інтенсивністю не відрізняється, що цілком пояснюється нашим північним географічним розташуванням. Мінімальна кількістьсонячного світла дістається північно-західному регіону – Санкт-Петербургу разом із прилеглими районами.

Сонячна радіація в Росії поступається показникам України. Там найбільше ультрафіолету дістається Криму та територіям за Дунаєм, на другому місці – Карпати з південними областями України.

Сумарна (до неї відноситься і пряма, і розсіяна) сонячна радіація, що потрапляє на горизонтальну поверхню, наводиться по місяцях у спеціально розроблених таблицях для різних територій та вимірюється у МДж/м 2 . Наприклад, сонячна радіація у Москві має показники від 31-58 у зимові місяці до 568-615 влітку.

Про сонячну інсоляцію

Інсоляція, або обсяг корисного випромінювання, що падає на поверхню, що освітлюється сонцем, значно варіюється в різних географічних точках. Річна інсоляція розраховується на один квадратний метру мегаватах. Наприклад, у Москві ця величина – 1,01, в Архангельську – 0,85, в Астрахані – 1,38 МВт.

При визначенні її потрібно враховувати такі фактори, як пора року (взимку нижче освітленість і довгота дня), характер місцевості (гори можуть загороджувати сонце), характерні для даної місцевості погодні умови- туман, часті дощіта хмарність. Світлосприймаюча площина може бути орієнтована вертикально, горизонтально або під нахилом. Кількість інсоляції, як і розподіл сонячної радіації в Росії, є даними, згруповані в таблицю по містах і областях із зазначенням географічної широти.