Полякова Л.С., Кашарин Д.В. Метеорология и климатология Солнце как источник радиации. Радиационный режим атмосферы. Радиационный баланс для земной поверхности

Скачать полную версию учебника (с рисунками, формулами, картами, схемами и таблицами) одним файлом в формате MS Office Word Скачать книгу

3. Радиационный режим атмосферы. Радиационный баланс для земной поверхности.
3.1 Солнце как источник радиации

Основным источником энергии физических процессов происходящих в атмосфере и на поверхности Земли является лучистая энергия Солнца. Солнце – раскаленный газовый шар, объем которого в 1,3•106 больше объема Земли, а масса составляет 99,87% массы всей Солнечной системы. Солнце излучает в окружающее пространство энергию, равную примерно 3,71•1026 Вт. Из этого количества до Земли доходит лишь около одной двухмиллиардной части, что составляет примерно 3,3•108 Вт на 1 км кв. земной поверхности. Такое количество энергии соответствует мощности около 33•104 кВт. Для сравнения, мощность Братской ГЭС (около 4•106 кВт) примерно равна мощности солнечного излучения, поступающего всего на 12 км кв. земной поверхности.
Спектральный состав солнечной радиации около 99% всей энергии солнечной радиации приходится на интервал длин волн между 0,1 и 4 мк (микрон) и всего 1% остается на радиацию с меньшими и большими длинами волн, вплоть до рентгеновских лучей и радиоволн.
Видимый свет занимает узкий интервал длин волн от 0,40 до 0,75 мк. Однако в этом интервале заключается почти половина всей солнечной лучистой энергии (46%). Почти столько же (47%) приходится на инфракрасные лучи, а остальные 7% – ультрафиолетовые.
Земля вращается вокруг Солнца по мало растянутому эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце. В начале января она наиболее близка к Солнцу (147 млн. км), в начале июля – наиболее далека от него (152 млн. км). Так как интенсивность радиации меняется обратно пропорционально квадрату расстояния, то солнечная постоянная в течение года меняется на ± 3,5%. При среднем расстоянии Земли от Солнца солнечная постоянная, по новейшим определениям с использованием спутниковых измерений, равна 2,00 ± 0,04 кал/см кв. · мин. Однако за стандартное ее значение по международному соглашению принята величина 1,98 кал/см кв. · мин.
В атмосфере солнечная радиация на пути к поверхности Земли частично поглощается, а частично рассеивается и отражается от облаков и земной поверхности. Поэтому в атмосфере наблюдаются три вида радиации: прямая, рассеянная и отраженная. Раздел метеорологии, изучающий потоки лучистой энергии в атмосфере, называется актинометрией.

Скачать полную версию учебника (с рисунками, формулами, картами, схемами и таблицами) одним файлом в формате MS Office Word Скачать книгу