Сонячна радіація визначення. Вимірювання сонячної радіації

Рівень народжуваності будь-якого конкретного періоду, найчастіше року, відбивають показники народжуваності, що виражаються через відношення числа народжень, що мали місце протягом цього періоду часу, до чисельності населення, у якому відбулися ці народження.

Коефіцієнт, або індекс, дитності- це ставлення чисельності дітей віком 0-4 років до чисельності жінок репродуктивного (15-49 років) віку. Коефіцієнт дитності може використовуватися у випадках, коли дані про кількість народжень або відсутні, або ненадійні. Він розраховується за такою формулою:

де С/г 0 _ 4 – чисельність дітей віком 0-4 років; І^15_49 - чисельність жінок репродуктивного віку.

Цей показник можна використовуватиме первинної оцінки величини народжуваності. Це стосується країн з погано налагодженим обліком природного рухунаселення, але із досить точними переписними даними. Цей показник підходить також для початкового порівняння рівнів народжуваності за різним країнам. Коефіцієнт детности високий там, де висока народжуваність, і низький країнах із низькою народжуваністю. Коефіцієнт дитності має недоліки, зокрема він надзвичайно чутливий до коливань дитячої та дитячої смертності та недоурахування дитячого населення. Його використання в країнах з високою дитячою смертністю та ненадійною статистикою може призводити до невірних оцінок і висновків.

Абсолютна кількість народженьхарактеризує, скільки всього дітей народилося у тому чи іншому населенні за певний період, зазвичай, за рік. Величина цього показника дає перше уявлення про «валові обсяги» народжуваності і дозволяє проводити їх порівняння за різними періодами часу та різними територіями. Інформацію про абсолютні числа народжень отримують під час обліку природного руху населення, опрацьовуючи статистичні реєстраційні форми свідоцтв про народження.

Абсолютна кількість народжень - малоіформативний показник. Він залежить від абсолютної чисельності населення. За величиною абсолютного числа народжених, не зіставивши його із загальною чисельністю населення, судити про народжуваність не можна. Безглуздо говорити і про динаміку народжуваності, ґрунтуючись лише на даних про зміну абсолютної кількості народжених. Необхідно брати до уваги як загальну чисельність населення, а й зміни демографічних структур.

Отже, необхідне використання відносних показниківнароджуваності, які залежали від чисельності населення.

Один із важливих відносних показників народжуваності - загальний (грубий) коефіцієнт народжуваності(табл. 4.1, рис. 4.1), який розраховується як відношення абсолютної кількості народжень до середньої чисельностінаселення період, зазвичай протягом року, помножене на 1000%о, тобто. загальний коефіцієнт народжуваності вимірюється у проміле:

де У - абсолютне числонароджень протягом року; Р -середня чисельність населення у період; Т -довжина періоду.

Таблиця 4.1

Динаміка абсолютних чисел та загальних коефіцієнтів народжуваності

Розмір загального коефіцієнта народжуваності залежить від інтенсивності народжуваності, тобто. від середнього числа дітей, народжених жінками, та від демографічних та інших структур, насамперед – віково-статевої та шлюбної. Величину загального коефіцієнта народжуваності можна використовувати для динамічних та міжтериторіальних порівнянь рівня народжуваності, орієнтуючись на наступну наближену шкалу величин загального коефіцієнта народжуваності, запропоновану Б. Ц. Урланісом (табл. 4.2).

Рис. 4.1.

Таблиця 4.2

Шкала оцінки рівня народжуваності 1

Спеціальний коефіцієнт народжуваностірозраховується стосовно тієї частини населення, яка «виробляє» народження, тобто. по відношенню лише до чисельності жінок репродуктивного віку (15-49 років або, у деяких країнах, 15-44 роки) та дорівнює відношенню загальної кількостінароджень за рік до середньорічної чисельності жінок репродуктивного віку, помноженого на 1000%:

де У- абсолютна кількість народжень протягом року; F 15 _ 49 ~ середньорічна чисельність жінок репродуктивного віку

Загальний та спеціальний коефіцієнти народжуваності пов'язані між собою таким співвідношенням: загальний коефіцієнт дорівнює спеціальному, помноженому на частку жінок репродуктивного віку в усьому населенні:

Важливим показником народжуваності є повікові коефіцієнти народжуваності,які вимірюють чисту інтенсивність народжуваності у конкретній віковій групі. Повікові коефіцієнти можна розраховувати для однорічних вікових інтервалів або п'ятирічних (десятирічних) вікових інтервалів. Повікові коефіцієнти народжуваності розраховуються як відношення числа народжень у жінок певного віку (хроків) до їх середньорічної чисельності:

де п В х -кількість народжень у жінок віку х + проків; n F x- Середньорічна чисельність жінок віку х + проків.

Розрахунок повікових коефіцієнтів народжуваності вимагає даних непросто про загальну кількість народжень протягом року, а й їх розподіл за віком матері.

При розрахунку повікових коефіцієнтів народжуваності та її спеціального коефіцієнта прийнято все народження у матерів молодше 15 років відносити до віку 15 років. Народження у матерів, вік яких перевищує 49 років, відносять відповідно до віку 49 років. Це не знижує точності визначення повікових коефіцієнтів для цього віку через незначну кількість народжень у наймолодших (до 14 років) і найстарших (50 років і старше) віках.

p align="justify"> Повікові коефіцієнти народжуваності дозволяють аналізувати рівень і динаміку чистої інтенсивності народжуваності в умовному поколінні, вільну від впливу вікової структури як населення в цілому, так і жінок репродуктивного віку. У цьому полягає їхня перевага перед загальним та спеціальним коефіцієнтами народжуваності. Деякою незручністю повікових коефіцієнтів виявляється те, що їхня кількість надто велика: якщо розраховувати ці коефіцієнти для однорічних інтервалів, то їх 35, а якщо для п'ятирічних - то 7.

Щоб аналізувати рівень та динаміку народжуваності за допомогою одного показника, вільного від впливу вікової структури, використовують для розрахунку кумулятивні коефіцієнти народжуваності. Один з них - сумарний коефіцієнт народжуваності(табл. 4.3) - розраховується просто як сума повікових коефіцієнтів для вікових груп від 15 до 49 років:

Вікові коефіцієнти народжуваності 1

Поділ на 1000 роблять, щоб привести значення коефіцієнта до однієї жінки.

На практиці, оскільки дані про вікову народжуваність публікуються за 5-річними віковими інтервалами, користуються такою формулою:

де 5 ПВКР Л. – повікові коефіцієнти народжуваності для 5-річних вікових інтервалів.

Представлені показники народжуваності використовують як оцінки, так прогнозів зміни народжуваності окремих регіонів країни в цілому. Ці показники дуже зручні та прості.

• Росія цифри. 2015. Коротка статистична збірка.
• Російський статистичний щорічник. 2014. Статистична збірка.

ОБ'ЄКТ І ПРЕДМЕТ ДЕМОГРАФІЇ

В самому загальному виглядідемографію можна з'ясувати, як науку населення. Однак цього загального визначеннянедостатньо для розуміння того, що таке демографія, як її власні, відмінні від інших наук об'єкт і предмет.

Об'єкт науки- певна сфера реальності (природної чи соціальної), на яку спрямований процес наукового пізнання.

Предмет науки- найбільш значущі властивості, сторони, характеристики, особливості об'єкта, які підлягають безпосередньому вивченню чи пізнання яких особливо важливо на вирішення тієї чи іншої проблеми (теоретичної чи практичної).

На відміну від об'єкта науки, зміст якого не залежить від дослідника та дослідницької процедури, предмет науки - це результат взаємодії дослідника та реальності, та її частина, яка виділяється суб'єктом пізнання з метою вирішення тих чи інших конкретних наукових чи практичних завдань. Саме тому предмет науки носить історичний характер і може змінюватися відповідно до тих завдань, які ставить перед собою і вирішує наука, суспільство в цілому.

Населення як об'єкт наукового пізнання цікавить багато наук - і природні, і гуманітарні. Можна навіть сказати, що населення є загальним та універсальним об'єктом дослідження для багатьох наук. Але кожна з них виділяє в цьому, спільному для них об'єкті ті сторони, аспекти та відносини, які цікавлять саме цю науку та жодну іншу і які утворюють предмет саме цієї науки.

Виникає необхідність вичленувати той комплекс явищ, процесів та відносин, що є предметом власне демографічного інтересу, який як предмет дослідження є винятковою «власністю» демографії.

Як самостійна наука демографія вивчає закономірності та соціальну обумовленість народжуваності, смертності, шлюбності та припинення шлюбу, відтворення подружніх парта сімей, відтворення населення загалом як єдності цих процесів. Вона досліджує зміни віково-статевої, шлюбної та сімейної структур населення, взаємозв'язок демографічних процесів та структур, а також закономірності зміни загальної чисельностінаселення та сімей як результату взаємодії цих явищ. ...Демографія... має своїм об'єктом певну сферу дійсності, яку вивчає жодна інша наука, - відновлення поколінь людей, тобто. процеси взаємодії народжуваності, смертності, а також шлюбності, припинення шлюбу та відтворення населення загалом.

Вчені, які займалися вивченням населення, довго шукали слово, яке стало б назвою їхньої науки. Слово «демографія» з'явилося світ приблизно на двісті років пізніше науки, яку воно позначає. До нього пропонувалися інші терміни. Першим, хто спробував дати ім'я новій науці, був швейцарський математик Христофор Бернуллі (1782-1863). Він запропонував назвати її « Популяційністю».

Термін же «Демографія» ввів у науковий обіг французький вчений Ахілл (Ашій) Гійяр. У 1855 р. у Парижі вийшла його книга «Елементи статистики людини, або Порівняльна демографія». У цій книзі А. Гійяр визначив демографію як природну і соціальну історіюлюдини, або математичне вивчення населення, його змін та його фізичних, громадянських, інтелектуальних та моральних умов.

ПОКАЗНИКИ НАРОДЖЕННЯ

Показники народжуваності для умовного покоління (коефіцієнти народжуваності на період)

Для вимірювання народжуваності застосовується система показників, що дозволяють визначити як загальний її рівень та динаміку, так і інтенсивність, а також її величину у різних субнаселеннях (соціально-економічних та демографічних групах).

Як відомо, у демографії застосовуються два способи вивчення демографічних процесів та явищ - метод умовного покоління та метод реального покоління. Відповідно показники народжуваності насамперед поділяються на показники, що відносяться до періоду часу (зазвичай року), та показники, що характеризують певну когорту, або покоління (якщо мова йдепро когорту за роком народження), або когортні показники. Перші характеризують народжуваність, що спостерігалася протягом певного періоду, другі - народжуваність, властиву певним групам жінок, їх репродуктивну історію. Розгляд показників народжуваності ми розпочнемо з показників, що належать до періоду часу, що характеризують умовне покоління. Вони є більш простими порівняно з когортними та вживаються частіше.

Показники народжуваності для умовного покоління відбивають рівень народжуваності якогось конкретного періоду, найчастіше року. Вони виражаються через відношення числа народжень, що мали місце протягом даного періоду часу, до чисельності населення, в якому відбулися ці народження. Зазвичай виділяють такі шість класів таких показників:

- загальний коефіцієнт народжуваності (CBR)

- Спеціальний коефіцієнт народжуваності (GBR)

- Повікові коефіцієнти народжуваності (ASFR)

- Сумарний коефіцієнт народжуваності (TFR)

- Коефіцієнти народжуваності по порядку народження (OSFR)

- Повікові коефіцієнти шлюбної народжуваності (ASFR)

Ці коефіцієнти розраховують, використовуючи або дані, що належать до певного року, або середня (наводячи до року) дані, що відносяться до періоду тієї чи іншої тривалості (наприклад, 3- або 5-річним інтервалам часу). У кожному разі ці коефіцієнти є показниками умовного покоління (чи, інакше, періодичними, поперечними), оскільки вони відбивають умови народжуваності якийсь конкретний період.

Всі ці коефіцієнти пов'язані один з одним, однак кожен з них відображає той чи інший аспект процесу дітонародження і завдяки цьому має самостійну цінність.

Коефіцієнт (індекс) детності.

Однак почнемо ми з найпростішою та потребує лише даних про вікову структуру населення конвенційної періодичної характеристики народжуваності, якою є коефіцієнт (або індекс) дитності, тобто відношення чисельності дітей віком 0-14 років до чисельності жінок репродуктивного (15-49 років) ) віку. Коефіцієнт дитності, будучи структурним коефіцієнтом навантаження, не входить у представлену вище систему показників народжуваності, однак може використовуватися для характеристики останньої у тих випадках, коли дані про кількість народжень або відсутні, або ненадійні. Коефіцієнт детності розраховується за такою формулою:

де C/WR- Коефіцієнт дитності; Сh 0-4 - чисельність дітей віком 0-4 року; W 15-49 - Чисельність жінок репродуктивного віку.

Структурними коефіцієнтами навантаженняназивають показники, що вимірюють співвідношення окремих частиннаселення між собою та іншими частинами населення. (Див: Народонаселення. Енциклопедичний словник. М., 1994. С. 196).

Отже, цей показник можна використовуватиме первинної оцінки величини народжуваності, особливо у країнах із погано налагодженим урахуванням природного руху населення, але з досить точними переписними даними. Він підходить також для початкового порівняння рівнів народжуваності по різних країнах: коефіцієнт дитності високий там, де висока народжуваність, і низький у країнах із низькою народжуваністю. Недоліком коефіцієнта дитності є те, що він надзвичайно чутливий до коливань дитячої та дитячої смертності та недоурахування дитячого населення. Тому його використання у країнах з високою дитячою та дитячою смертністю та ненадійною статистикою може призводити до невірних оцінок та висновків.

Абсолютна кількість народжень

Абсолютна кількість народженьпоказує, скільки всього дітей народилося у тому чи іншому населенні за певний період, зазвичай, за рік. Величина абсолютного числа народжень дає перше уявлення про народжуваність і дозволяє проводити їх порівняння за різними періодами часу та різними територіями. Інформацію про абсолютні числа народжень отримують під час обліку природного руху населення, опрацьовуючи статистичні реєстраційні форми свідоцтв про народження.

Однак абсолютна кількість народжень є малоінформативним показником, оскільки залежить від абсолютної чисельності населення. Судити за величиною абсолютного числа народжених про народжуваність не можна, не зіставивши його із загальною чисельністю населення. Точно так само безглуздо говорити про динаміку народжуваності, ґрунтуючись лише на даних про зміну абсолютної кількості народжених і не враховуючи ні загальну чисельність населення, ні зміни демографічних структур.

Загальний коефіцієнт народжуваності

де В - абсолютна кількість народжень за рік; Р – середнє населення; Т-довжина періоду; CBR – загальний коефіцієнт народжуваності.

Першим, найпростішим і відносним показником народжуваності, що широко використовується, є загальний (грубий) коефіцієнт народжуваності. Загальний коефіцієнт народжуваності розраховується як відношення абсолютної кількості народжень до середньої чисельності населення у період, зазвичай протягом року. Це відношення для наочності множиться на 1000, тобто загальний коефіцієнт народжуваності вимірюється проміле (‰).

Величина загального коефіцієнта народжуваності дає лише перше, наближене уявлення про рівень народжуваності, оскільки залежить не тільки від інтенсивності народжуваності, тобто від середньої кількості дітей, народжених жінками, а й від демографічних та інших структур, в першу чергу від віково- статевої та шлюбної. У зв'язку з цим загальний коефіцієнт народжуваності називають ще й грубим її коефіцієнтом (звідси і його позначення – CBR – від англійського Crude Birth Rate). Проте його величину можна використовувати і динамічних і міжтериторіальних порівнянь рівня народжуваності, орієнтуючись на наступну наближену шкалу величин загального коефіцієнта народжуваності, запропоновану вітчизняними демографами В.А. Борисовим та Б.Ц. Урланісом (1906-1981), згідно з якою його значення, менші 16 ‰, вважаються низькими, від 16 до 24 ‰ – середніми, від 25 до 29 ‰ – вище середніх, від 30 до 40 ‰ – високими, більше 40 ‰ – дуже високими .

Щоб елімінувати вплив демографічних та інших структур на показники народжуваності, розраховують її спеціальні та приватні коефіцієнти, а також сумарний коефіцієнт.

Спеціальний коефіцієнт народжуваності

Спеціальний коефіцієнт народжуваності розраховується стосовно тієї частини населення, яка «виробляє» народження, тобто по відношенню лише до чисельності жінок репродуктивного віку (15-49 років або, у деяких країнах, 15-44 роки). Спеціальний коефіцієнт народжуваності дорівнює відношенню загальної кількості народжень за рік до середньорічної чисельності жінок репродуктивного віку, помноженого на 1000 ‰:

де GBR – спеціальний коефіцієнт народжуваності; В – абсолютна кількість народжень протягом року; F 15-49 – середньорічна кількість жінок репродуктивного віку.

Приватні коефіцієнти народжуваностірозраховуються для усунення впливу інших демографічних та недемографічних структур. Зокрема, там, де значне місце серед усіх народжень займають народження позашлюбні, часто розраховують коефіцієнти шлюбної та позашлюбної народжуваності, рівні відповідно до відношення чисел народжених у шлюбі та поза шлюбом до середньорічної чисельності жінок, які перебувають у шлюбі.

Спеціальний коефіцієнт шлюбної народжуваності:

де B m - Число народжень дітей у шлюбі; - Чисельність жінок репродуктивного віку, які перебувають у шлюбі.

Спеціальний коефіцієнт позашлюбної народжуваності:

де У g- кількість народжень дітей поза шлюбом; - Чисельність жінок репродуктивного віку, які не перебувають у шлюбі.

Повікові коефіцієнти народжуваності

p align="justify"> Серед приватних коефіцієнтів народжуваності найважливіше місце належить за віковими коефіцієнтами народжуваності, які вимірюють чисту інтенсивність народжуваності в конкретній віковій групі. Повікові коефіцієнти можна розраховувати для однорічних вікових інтервалів або для п'ятирічних (десятирічних) вікових інтервалів. У останньому випадкувони наводяться одного року (середняються). Повікові коефіцієнти народжуваності розраховуються як відношення числа народжень у жінок певного віку (х років) до їх середньорічної чисельності:

де ASFR- Повікові коефіцієнти народжуваності; n У Х- Число народжень у жінок віку х + проків; n Р Х- Середньорічна чисельність жінок віку x+ проків.

Сумарний коефіцієнт народжуваності

p align="justify"> Повікові коефіцієнти народжуваності дозволяють аналізувати рівень і динаміку чистої інтенсивності народжуваності в умовному поколінні, вільну від впливу вікової структури як населення в цілому, так і жінок репродуктивного віку. У цьому полягає їхня перевага перед загальним та спеціальним коефіцієнтами народжуваності. Однак деякою незручністю повікових коефіцієнтів є те, що їхня кількість надто велика: якщо розраховувати ці коефіцієнти для однорічних інтервалів, то їх 35, а якщо для п'ятирічних – то 7. Ця обставина ускладнює аналіз та порівняння. Щоб подолати цю труднощі та мати можливість аналізувати рівень і динаміку народжуваності за допомогою одного показника, також вільного від впливу вікової структури, розраховують так звані кумулятивні коефіцієнти народжуваності, з яких найбільшу популярність та поширення набув сумарний коефіцієнт народжуваності(TFR). Сумарний коефіцієнт народжуваності розраховується просто як сума повікових коефіцієнтів для вікових груп від 15 до 49 років

Поділ на 1000 роблять, щоб привести значення коефіцієнта до 1 жінки.

На практиці, оскільки дані про вікову народжуваність публікуються за 5-річними віковими інтервалами, користуються такою формулою:

де S ASFR X - Повікові коефіцієнти народжуваності для 5-річних вікових інтервалів.

Сумарний коефіцієнт народжуваності характеризує середню кількість дітей, яку народить жінка у листкового покоління протягом усього репродуктивного періоду, за умови збереження тієї інтенсивності народжуваності, яка спостерігалася в рік, для якого розраховується даний показник. Сумарний коефіцієнт народжуваності обчислюють при припущенні відсутності смертності, тобто при припущенні, що всі жінки умовного покоління залишаться живими до кінця репродуктивного періоду.

ії, народжуваності та смертності. Рідко коли побачиш... криза б'є по молодих сім'ях. Демографистурбовані в першу чергу довгостроковими...

Загальний коефіцієнт народжуваності розраховується як відношення абсолютної кількості народжень до середньої чисельності населення у період, зазвичай протягом року. Це відношення для наочності множиться на 1000, тобто загальний коефіцієнт народжуваності вимірюється у промілі (0/00):

де В - абсолютна кількість народжень за рік; Рср. - Середнє населення; Т – довжина періоду.

Величина загального коефіцієнта народжуваності дає лише перше, наближене уявлення про рівень народжуваності, оскільки залежить не тільки від інтенсивності народжуваності, а й від віково-статевої та шлюбної структур. У цьому цей коефіцієнт називають ще грубим коефіцієнтом народжуваності.

Спеціальний коефіцієнт народжуваності (GBR)

Цей коефіцієнт розраховується стосовно тієї частини населення, яка «виробляє» народження, тобто по відношенню тільки до чисельності жінок репродуктивного віку (15 - 49 років) і дорівнює відношенню загальної кількості народжень за рік до середньорічної чисельності жінок репродуктивного віку, помноженого на 10000/ 00:

де В - абсолютна кількість народжень за рік; F15-49 – середньорічна чисельність жінок репродуктивного віку.

Повікові коефіцієнти народжуваності (ASFR)

Ці коефіцієнти вимірюють чисту інтенсивність народжуваності в конкретній віковій групі, і розраховується як відношення числа народжень у жінок певного віку (х років) до їх середньорічної чисельності:

де nBx – число народжень у жінок віку х + n років; nFx - середньорічна кількість жінок віку х + n років.

Сумарний коефіцієнт народжуваності (TFR)

Цей коефіцієнт розраховується просто як сума повікових коефіцієнтів для вікових груп від 15 до 49 років:

демографія народжуваність смертність населення

Сумарний коефіцієнт народжуваності характеризує середнє число дітей, яке народить жінка умовного покоління протягом усього репродуктивного періоду, за умови збереження тієї інтенсивності народжуваності, яка спостерігалася в рік, для якого розраховується даний показник.

Коефіцієнти народжуваності за порядком народження

У демографії застосовуються три види показників народжуваності в порядку народження для умовного покоління.

Спеціальний коефіцієнт народжуваності за порядком народження (GFR:OS)

GFR:OS розраховується як відношення числа народжень дітей i тієї черги до чисельності жінок репродуктивного віку:

де Вi - число народжень i тієї черги; F15-49 – чисельність жінок репродуктивного віку.

Повіковий коефіцієнт народжуваності за порядком народження (ASFR:OS)

ASFR:OS розраховується як відношення числа народжень дітей i тієї черги у жінок віку х років до чисельності жінок цього віку:

де - Число народжень i-тої черговості у жінок віку х.

Імовірність народження дитини певної черговості (PSFR)

де Вi - число народжень i тієї черги, Fi-1 - чисельність жінок, що мають число дітей, рівне i-1.

Ці коефіцієнти розраховуються, використовуючи або дані, що належать до певного року, або приводячи до року дані, що належать до періоду тієї чи іншої тривалості.

Всі ці коефіцієнти пов'язані один з одним, однак кожен з них відображає той чи інший аспект процесу дітонародження і завдяки цьому має самостійну цінність.

Енергетична освітленість, створювана випромінюванням, що надходить на Землю безпосередньо від сонячного дискау вигляді пучка паралельних сонячних променів, називається прямою сонячною радіацією.
Пряма сонячна радіація, що надходить на верхній кордонатмосфери, що змінюється в часі в невеликих межах, тому її називають сонячною постійною (S0). За середньої відстані від Землі до Сонця 149,5·106 км становить близько 1400 Вт/м кв.
При проходженні потоку прямий сонячної радіаціїчерез атмосферу відбувається його ослаблення, викликане поглинанням (близько 15%) та розсіюванням (близько 25%) енергії газами, аерозолями, хмарами.

Згідно закону ослаблення Бугепряма сонячна радіація, що надходить на поверхню Землі при прямовисному (перпендикулярному) падінні променів,

Формула

де? - Коефіцієнт прозорості атмосфери; m – кількість оптичних мас атмосфери.

Ослаблення сонячного потокув атмосфері залежить від висоти Сонця над горизонтом Землі та прозорості атмосфери. Чим менша висотайого над обрієм, тим більша кількістьоптичних мас атмосфери проходить сонячне проміння. За одну оптичну масу атмосфериприймають масу, яку проходять промені при положенні Сонця в зеніті (рис. 3.1).

Малюнок 3.1. Схема шляху сонячного променя в атмосфері при різній висотіСонця(доступно при завантаженні повної версії підручника)

Таблиця(доступно при завантаженні повної версії підручника)

Чим більший шляхв атмосфері проходять сонячні промені, тим сильніше їх поглинання та розсіювання і тим більше змінюється їх інтенсивність.
Коефіцієнт прозоростізалежить від вмісту в атмосфері водяної пари та аерозолів: чим їх більше, тим менший коефіцієнтпрозорості при однаковій кількостіпрохідних оптичних мас. У середньому для всього потоку радіації ідеально чистої атмосфери? на рівні моря становить близько 0,9, у дійсних атмосферних умовах- 0,70-0,85, взимку він дещо більший, ніж влітку.

Прихід прямої радіації на земну поверхню залежить від кута падіння сонячних променів. Потік прямої сонячної радіації, що падає на горизонтальну поверхню, називають інсоляцією:

Формула(доступно при завантаженні повної версії підручника)

де h0 – висота сонця

Енергетична освітленість прямої радіації залежить від висоти Сонця та прозорості атмосфери та зростає зі збільшенням висоти місця над рівнем моря. У основних землеробських районах Росії влітку південні значення енергетичної освітленості прямої радіації перебувають у межах 700-900 Вт/м кв. На висоті 1 км. збільшення становить 70-140 Вт/м кв. На висоті 4-5 км освітлення прямої радіації перевищує 1180 Вт/м кв. Хмари нижнього ярусу зазвичай майже не пропускають пряму радіацію.
Надходження прямої сонячної радіації залежить від висоти сонця над горизонтом, яка змінюється як протягом доби, так і протягом року. Це зумовлює добовий та річний хідпрямий радіації.
Зміна прямої радіації протягом безхмарного дня (добовий хід) виражається одновершинною кривою з максимумом в сонячний полудень. Влітку над сушею максимум може настати до полудня, тому що до полудня збільшується запиленість атмосфери.
Річний хід прямої радіаціїнайбільш різко виражений на полюсах, тому що взимку сонячна радіація тут взагалі відсутня, а влітку її прихід сягає 900 Вт/м кв. У середніх широтах максимум прямої радіації іноді спостерігається не влітку, а навесні, тому що в літні місяці, внаслідок 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/м кв. у дні весняного та осіннього рівнодення, та два мінімуми (близько 55- Вт/м кв.) у дні літнього та зимового сонцестояння.

завантажити повну версіюпідручника (з малюнками, формулами, картами, схемами та таблицями) одним файлом у форматі MS Office Word

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 фізикипропонує нам спочатку ознайомитися з поняттям електромагнітної радіаціїв цілому. Цим терміном позначають ще одну форму матерії - відмінну від речовини. Сюди належить 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 енергіїу діапазоні 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. Цей видрадіації, який отримав назву люмінесцентної, не піддається звичайним 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 в 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 - одне з найважливіших факторівЖиття 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 променіу 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 відстанівід Землі до Сонця, пряма сонячна радіація у будь-якій точці земної поверхніможе бути представлена ​​як пучок паралельних променівджерело 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 певний 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, Вологість, хмарність, частина її розсіюється в атмосфері, частина поглинається, але більшість все ж 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 небагато.

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 радіаціяу середньому вище півдня, 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 шарамиводи 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 денний годинник. 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, у тому числі 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 і захід Австралії, частина островів Індонезії, Західна частинаузбережжя 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 випромінюванняприпадають 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 в Москві має показники від 31-58 зимові місяцідо 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.