Auringon säteily on planeettajärjestelmämme valon ominaista säteilyä. Aurinko - päätähti, jonka ympäri maapallo pyörii, sekä naapuriplaneetat. Itse asiassa tämä on valtava kuuma kaasupallo, joka lähettää jatkuvasti energiaa ympärillään olevaan tilaan. Tätä he kutsuvat säteilyksi. Tappavaa, samaan aikaan se on tämä energia - yksi tärkeimmistä tekijöistä, jotka mahdollistavat elämän planeetallamme. Kuten kaikki tässä maailmassa, auringon säteilyn hyödyt ja haitat orgaaniselle elämälle liittyvät läheisesti toisiinsa.

Yleisnäkymä

Ymmärtääksesi mitä auringon säteily on, sinun on ensin ymmärrettävä, mikä aurinko on. Päälämmönlähde, joka tarjoaa olosuhteet orgaaniselle olemassaololle planeetallamme, universaaleissa tiloissa on vain pieni tähti Linnunradan galaktisella laitamilla. Mutta maan asukkaille aurinko on miniuniversumin keskus. Loppujen lopuksi planeettamme pyörii tämän kaasuhyytymän ympärillä. Aurinko antaa meille lämpöä ja valoa, eli se toimittaa energiamuotoja, joita ilman olemassaolomme olisi mahdotonta.

Muinaisina aikoina auringon säteilyn lähde - Aurinko - oli jumaluus, palvonnan arvoinen esine. Auringon liikerata taivaalla näytti ihmisille ilmeiseltä todisteelta Jumalan tahdosta. Yrityksiä syventyä ilmiön olemukseen, selittää, mikä tämä valo on, on tehty pitkään, ja Kopernikus on antanut niihin erityisen merkittävän panoksen muodostaessaan käsityksen heliosentrismistä, joka erosi hämmästyttävän paljon geosentrismi yleisesti hyväksytty tuolloin. Tiedetään kuitenkin varmasti, että jo muinaisina aikoina tiedemiehet ajattelivat useammin kuin kerran, mikä aurinko on, miksi se on niin tärkeä planeettamme kaikille elämänmuodoille, miksi tämän valaisimen liike on juuri sellainen kuin me sen näemme. .

Teknologian kehitys on mahdollistanut paremman käsityksen siitä, mikä aurinko on, mitä prosesseja tapahtuu tähden sisällä, sen pinnalla. Tiedemiehet ovat oppineet, mitä auringon säteily on, kuinka kaasuobjekti vaikuttaa vaikutusalueellaan oleviin planeetoihin, erityisesti maapallon ilmastoon. Nyt ihmiskunnalla on riittävän laaja tietokanta sanoa varmuudella: saatiin selville, mitä Auringon lähettämä säteily on, miten tätä energiavirtaa mitataan ja miten muotoilla sen vaikutuksen piirteet erilaisiin orgaanisen elämän muotoihin. Maapallo.

Tietoja ehdoista

Suurin osa tärkeä askel käsitteen olemuksen hallitsemisessa tehtiin viime vuosisadalla. Silloin maineikas tähtitieteilijä A. Eddington muotoili oletuksen: lämpöydinfuusio tapahtuu auringon syvyyksissä, mikä mahdollistaa valtavan määrän energian vapautumisen tähteen ympäröivään tilaan. Auringon säteilyn määrää yritettiin arvioida tähdellä olevan ympäristön todellisten parametrien määrittämiseksi. Siten ydinlämpötila on tutkijoiden mukaan 15 miljoonaa astetta. Tämä riittää selviytymään protonien vastavuoroisesta hylkivästä vaikutuksesta. Yksiköiden törmäys johtaa heliumytimien muodostumiseen.

Uusi tieto herätti monien tunnettujen tiedemiesten huomion, mukaan lukien A. Einstein. Yrittäessään arvioida auringon säteilyn määrää tutkijat ovat havainneet, että heliumytimet ovat massaltaan pienempiä kuin niiden muodostumiseen tarvittavan 4 protonin kokonaisarvo. uusi rakenne. Siten paljastettiin reaktioiden ominaisuus, jota kutsutaan "massavikaksi". Mutta luonnossa mikään ei voi kadota jälkiä jättämättä! Yrittäessään löytää "paonneita" määriä tutkijat vertasivat energian talteenottoa ja massan muutoksen erityispiirteitä. Silloin oli mahdollista paljastaa, että ero on gamma-kvantien lähettämä.

Säteilevät esineet kulkevat tähtemme ytimestä sen pinnalle lukuisten kaasumaisten ilmakehän kerrosten kautta, mikä johtaa alkuaineiden pirstoutumiseen ja sähkömagneettisen säteilyn muodostumiseen niiden pohjalta. Muiden auringonsäteilyn tyyppien joukossa on ihmissilmän havaitsema valo. Arvioiden mukaan gammasäteiden kulku kestää noin 10 miljoonaa vuotta. Vielä kahdeksan minuuttia - ja säteilevä energia saavuttaa planeettamme pinnan.

Miten ja mitä?

Auringon säteilyä kutsutaan sähkömagneettisen säteilyn kokonaiskompleksiksi, jolle on ominaista melko laaja alue. Tämä sisältää niin sanotun aurinkotuulen, eli elektronien, valohiukkasten muodostaman energiavirran. Planeettamme ilmakehän rajakerroksessa havaitaan jatkuvasti samaa auringonsäteilyn voimakkuutta. Tähden energia on diskreetti, sen siirto tapahtuu kvanttien kautta, kun taas korpuskulaarinen vivahde on niin merkityksetön, että säteitä voidaan pitää sähkömagneettisina aaltoina. Ja niiden jakautuminen, kuten fyysikot ovat havainneet, tapahtuu tasaisesti ja suoraviivaisesti. Siksi auringon säteilyn kuvaamiseksi on tarpeen määrittää sen ominaisaallonpituus. Tämän parametrin perusteella on tapana erottaa useita säteilytyyppejä:

• lämpimästi;
• radioaalto;
• Valkoinen valo;
• ultravioletti;
• gamma;
• röntgenkuvaus.

Parhaan infrapuna-, näkyvä- ja ultraviolettisäteilyn suhde on arvioitu seuraavasti: 52%, 43%, 5%.

Kvantitatiivista säteilyn arviointia varten on tarpeen laskea energiavuon tiheys, eli energiamäärä, joka saavuttaa rajatun alueen pinnasta tietyn ajanjakson aikana.

Tutkimukset ovat osoittaneet, että auringon säteily absorboituu pääasiassa planeetan ilmakehään. Tästä johtuen lämmitys tapahtuu maapallolle ominaiseen, orgaaniselle elämälle mukavaan lämpötilaan. Olemassa oleva otsonikuori päästää läpi vain sadasosan ultraviolettisäteilystä. Samalla eläville olennoille vaaralliset lyhyet aallonpituudet estetään kokonaan. Ilmakehän kerrokset pystyvät sirottamaan lähes kolmanneksen auringonsäteistä, toiset 20% imeytyvät. Näin ollen enintään puolet kaikesta energiasta saavuttaa planeetan pinnan. Tätä tieteen "jäännöstä" kutsutaan suoraksi auringonsäteilyksi.

Entä tarkemmin?

Tunnetaan useita näkökohtia, jotka määrittävät suoran säteilyn voimakkuuden. Merkittävimmät ovat tulokulma, joka riippuu leveysasteesta (maapallon maantieteellinen ominaisuus), vuodenaika, joka määrittää, kuinka suuri etäisyys tiettyyn pisteeseen on säteilylähteestä. Paljon riippuu ilmakehän ominaisuuksista - kuinka saastunut se on, kuinka monta pilviä sillä hetkellä on. Lopuksi, sen pinnan luonteella, jolle säde putoaa, eli sen kyvyllä heijastaa saapuvia aaltoja, on merkitystä.

Auringon kokonaissäteily on arvo, jossa yhdistyvät hajamäärät ja suora säteily. Intensiteetin arvioimiseen käytetty parametri on arvioitu kaloreina pinta-alayksikköä kohti. Samalla muistetaan, että eri vuorokaudenaikoina säteilylle ominaiset arvot ovat erilaisia. Lisäksi energiaa ei voida jakaa tasaisesti planeetan pinnalle. Mitä lähempänä napaa, sitä korkeampi intensiteetti, kun taas lumipeitteet heijastavat voimakkaasti, mikä tarkoittaa, että ilma ei pääse lämpenemään. Siksi mitä kauempana päiväntasaajasta, sitä pienemmät ovat aurinkoaallon säteilyn kokonaisindikaattorit.

Kuten tiedemiehet ovat havainneet, auringon säteilyn energialla on vakava vaikutus planeetan ilmasto, alistaa erilaisten maan päällä olevien organismien elintärkeän toiminnan. Maassamme, samoin kuin sen lähinaapureiden alueella, kuten muissakin pohjoisella pallonpuoliskolla sijaitsevissa maissa, talvella valtaosa kuuluu hajasäteilylle, mutta kesällä suora säteily hallitsee.

infrapuna-aallot

Auringon kokonaissäteilyn määrästä vaikuttava prosenttiosuus kuuluu infrapunaspektriin, jota ihmissilmä ei havaitse. Tällaisten aaltojen takia planeetan pinta lämpenee siirtäen vähitellen lämpöenergiaa ilmamassoille. Tämä auttaa ylläpitämään mukavaa ilmastoa, ylläpitämään olosuhteet orgaanisen elämän olemassaololle. Jos vakavia vikoja ei ole, ilmasto pysyy ehdollisesti muuttumattomana, mikä tarkoittaa, että kaikki olennot voivat elää tavanomaisissa olosuhteissa.

Valaisimemme ei ole ainoa infrapunaspektriaaltojen lähde. Samanlainen säteily on ominaista kaikille kuumennetuille esineille, mukaan lukien tavallinen akku ihmiskodissa. Infrapunasäteilyn havaitsemisen periaatteella toimii lukuisat laitteet, jotka mahdollistavat kuumennetun ruumiin näkemisen pimeässä, muuten silmille epämukavissa olosuhteissa. Muuten, samanlaisen periaatteen mukaan ne, joista on tullut niin suosittuja viime aikoina kompakteja laitteita, joilla voidaan arvioida, mistä rakennuksen osista aiheutuu suurin lämpöhäviö. Nämä mekanismit ovat erityisen yleisiä rakentajien ja omakotitalojen omistajien keskuudessa, koska ne auttavat tunnistamaan, millä alueilla lämpöä häviää, järjestävät niiden suojauksen ja estävät turhaa energiankulutusta.

Älä aliarvioi auringon infrapunasäteilyn vaikutusta ihmiskehoon vain siksi, että silmämme eivät pysty havaitsemaan tällaisia ​​aaltoja. Erityisesti säteilyä käytetään aktiivisesti lääketieteessä, koska sen avulla voidaan lisätä leukosyyttien pitoisuutta verenkiertoelimistössä sekä normalisoida verenkiertoa lisäämällä verisuonten luumenia. IR-spektriin perustuvia laitteita käytetään ihosairauksien ennaltaehkäisyyn, tulehdusten hoitoon akuutissa ja kroonisessa muodossa. Nykyaikaisimmat lääkkeet auttavat selviytymään kolloidisista arvista ja troofisista haavoista.

Se on utelias

Auringon säteilytekijöiden tutkimuksen perusteella oli mahdollista luoda todella ainutlaatuisia laitteita, joita kutsutaan termografeiksi. Niiden avulla voidaan havaita ajoissa erilaisia ​​sairauksia, joita ei ole mahdollista havaita muilla tavoilla. Näin voit löytää syövän tai veritulpan. IR suojaa jossain määrin ultraviolettisäteilyltä, joka on vaarallista orgaaniselle elämälle, mikä mahdollisti tämän spektrin aaltojen käytön palauttamaan avaruudessa pitkään olleiden astronautien terveyden.

Ympäröivä luonto on edelleen mysteeri tähän päivään asti, tämä koskee myös eri aallonpituuksia. Erityisesti infrapunavaloa ei ole vielä täysin tutkittu. Tiedemiehet tietävät, että sen väärä käyttö voi vahingoittaa terveyttä. Joten ei ole hyväksyttävää käyttää tällaista valoa tuottavia laitteita märkivien tulehdusalueiden, verenvuodon ja pahanlaatuisten kasvainten hoitoon. Infrapunaspektri on vasta-aiheinen ihmisille, jotka kärsivät sydämen, verisuonten, mukaan lukien aivoissa sijaitsevien, toimintahäiriöistä.

näkyvä valo

Yksi auringon kokonaissäteilyn elementeistä on ihmissilmälle näkyvä valo. Aaltosäteet etenevät suorina linjoina, joten päällekkäisyyksiä ei ole. Kerran tästä tuli huomattavan monien aihe tieteellisiä töitä: tiedemiehet pyrkivät ymmärtämään, miksi ympärillämme on niin monia sävyjä. Kävi ilmi, että valon avainparametreilla on rooli:

• taittuminen;
• heijastus;
• imeytyminen.

Kuten tutkijat havaitsivat, esineet eivät pysty olemaan näkyvän valon lähteitä yksinään, mutta ne voivat absorboida säteilyä ja heijastaa sitä. Heijastuskulmat, aaltotaajuus vaihtelevat. Vuosisatojen aikana ihmisen näkökyky on parantunut vähitellen, mutta tietyt rajoitukset johtuvat silmän biologisesta rakenteesta: verkkokalvo on sellainen, että se pystyy havaitsemaan vain tietyt heijastuneiden valoaaltojen säteet. Tämä säteily on pieni rako ultravioletti- ja infrapuna-aaltojen välillä.

Lukuisat omituiset ja salaperäiset valopiirteet eivät vain tulleet monien teosten aiheeksi, vaan ne olivat perusta uuden fyysisen kurin syntymiselle. Samaan aikaan ilmestyi ei-tieteellisiä käytäntöjä, teorioita, joiden kannattajat uskovat, että väri voi vaikuttaa ihmisen fyysiseen tilaan, psyykeen. Tällaisten oletusten perusteella ihmiset ympäröivät itsensä silmiä miellyttävillä esineillä, mikä tekee arjesta mukavampaa.

Ultravioletti

Yhtä tärkeä osa auringon kokonaissäteilyä on ultraviolettitutkimus, joka muodostuu suurten, keskisuurten ja pienten aaltojen pituudesta. Ne eroavat toisistaan ​​sekä fysikaalisten parametrien että orgaanisen elämän muotojen vaikutuksen erityispiirteiden osalta. Esimerkiksi pitkät ultraviolettiaallot ilmakehän kerroksissa ovat pääasiassa hajallaan ja ennen maanpinta saa vain pienen prosenttiosuuden. Mitä lyhyempi aallonpituus, sitä syvemmälle tällainen säteily voi tunkeutua ihmisen (eikä vain) ihon läpi.

Toisaalta ultraviolettisäteily on vaarallista, mutta ilman sitä monimuotoisen orgaanisen elämän olemassaolo on mahdotonta. Tällainen säteily on vastuussa kalsiferolin muodostumisesta kehossa, ja tämä elementti on välttämätön luukudoksen rakentamiselle. UV-spektri on tehokas riisitaudin, osteokondroosin ehkäisy, mikä on erityisen tärkeää lapsuudessa. Lisäksi tällainen säteily:

• normalisoi aineenvaihduntaa;
• aktivoi välttämättömien entsyymien tuotannon;
• tehostaa regeneratiivisia prosesseja;
• stimuloi verenkiertoa;
• laajentaa verisuonia;
• stimuloi immuunijärjestelmää;
• johtaa endorfiinien muodostumiseen, mikä tarkoittaa, että hermostunut ylikiihtyvyys vähenee.

mutta toisaalta

Edellä todettiin, että auringon kokonaissäteily on planeetan pinnan saavuttaneen ja ilmakehään hajallaan olevan säteilyn määrä. Näin ollen tämän tilavuuden elementti on kaikenpituinen ultravioletti. On muistettava, että tällä tekijällä on sekä positiivisia että negatiivisia puolia vaikutus orgaaniseen elämään. Auringonotto, vaikka se on usein hyödyllistä, voi olla terveysriski. Liian kauan suoran alla auringonvalo, erityisesti olosuhteissa, joissa valaisimen aktiivisuus on lisääntynyt, on haitallista ja vaarallista. Pitkäaikaiset vaikutukset kehoon sekä liian korkea säteilyaktiivisuus aiheuttavat:

• palovammat, punoitus;
• turvotus;
• hyperemia;
• lämpöä;
• pahoinvointi;
• oksentelua.

Jatkuva ultraviolettisäteilyä provosoi ruokahalun, keskushermoston toiminnan, immuunijärjestelmän häiriön. Lisäksi päätäni alkaa sattua. Kuvatut oireet ovat klassisia ilmentymiä auringonpistos. Henkilö itse ei voi aina ymmärtää, mitä tapahtuu - tila pahenee vähitellen. Jos on havaittavissa, että joku lähellä on sairastunut, on annettava ensiapua. Kaava on seuraava:

• auttaa siirtymään suorasta valosta viileään varjoisaan paikkaan;
• aseta potilas selälleen niin, että jalat ovat pään yläpuolella (tämä auttaa normalisoimaan verenkiertoa);
• jäähdytä kaula ja kasvot vedellä ja laita kylmä kompressi otsalle;
• avaa solmio, vyö, riisu tiukat vaatteet;
• puoli tuntia hyökkäyksen jälkeen, anna juoma kylmää vettä (pieni määrä).

Jos uhri on menettänyt tajuntansa, on tärkeää hakea välittömästi apua lääkäriltä. Ambulanssitiimi siirtää henkilön turvalliseen paikkaan ja antaa glukoosi- tai C-vitamiiniruiskeen. Lääke ruiskutetaan laskimoon.

Kuinka ottaa aurinkoa oikein?

Jotta kokemuksesta ei oppisi, kuinka epämiellyttävää rusketuksen aikana saatava liiallinen auringonsäteily voi olla, on tärkeää noudattaa turvallisen auringossa viettämisen sääntöjä. Ultravioletti käynnistää melaniinin tuotannon, hormonin, joka auttaa ihoa suojaamaan itseään vastaan negatiivinen vaikutus aallot. Tämän aineen vaikutuksesta iho tummenee ja sävy muuttuu pronssiksi. Tähän päivään asti kiistat siitä, kuinka hyödyllistä ja haitallista se on ihmiselle, eivät ole laantuneet.

Toisaalta auringonpolttama on kehon yritys suojautua liialliselta säteilyaltistukselta. Tämä lisää pahanlaatuisten kasvainten muodostumisen todennäköisyyttä. Toisaalta rusketusta pidetään muodikkaana ja kauniina. Oman riskin minimoimiseksi on järkevää ennen rantatoimenpiteiden aloittamista analysoida, kuinka vaarallista auringonoton aikana saatava auringonsäteilymäärä on, miten minimoida riskit itselleen. Jotta kokemus olisi mahdollisimman miellyttävä, auringonottajien tulee:

• juoda paljon vettä;
• käytä ihonsuojatuotteita;
• ottaa aurinkoa illalla tai aamulla;
• älä käytä suoraa auringonvaloa yli tunnin;
• älä juo alkoholia;
• sisällyttää valikkoon seleeniä, tokoferolia ja tyrosiinia sisältävät ruoat. Älä unohda beetakaroteenia.

Auringon säteilyn arvo ihmiskeholle on poikkeuksellisen korkea, ei pidä unohtaa sekä positiivisia että negatiivisia puolia. On huomattava, että eri ihmisillä tapahtuu biokemiallisia reaktioita yksilöllisiä ominaisuuksia, joten jollekin ja puolen tunnin auringonotto voi olla vaarallista. Ennen rantakautta on syytä käydä lääkärissä, arvioida ihon tyyppi ja kunto. Tämä auttaa estämään terveyshaittoja.

Auringonpolttamaa tulee mahdollisuuksien mukaan välttää vanhemmalla iällä, synnytyksen aikana. Ei yhteensopiva auringonoton kanssa syöpätaudit, mielenterveyden häiriöt, ihosairaudet ja sydämen vajaatoiminta.

Kokonaissäteily: missä on puute?

Mielenkiintoista pohtia on auringon säteilyn jakautumisprosessi. Kuten edellä mainittiin, vain noin puolet kaikista aalloista voi saavuttaa planeetan pinnan. Mihin loput katoavat? Ilmakehän eri kerrokset ja mikroskooppiset hiukkaset, joista ne muodostuvat, ovat osansa. Kuten mainittiin, vaikuttava osa absorboituu otsonikerrokseen - nämä ovat kaikki aaltoja, joiden pituus on alle 0,36 mikronia. Lisäksi otsoni pystyy absorboimaan tietyntyyppisiä aaltoja ihmissilmän näkyvästä spektristä, toisin sanoen 0,44-1,18 mikronin väliltä.

Happikerros absorboi ultraviolettisäteilyä jossain määrin. Tämä on ominaista säteilylle, jonka aallonpituus on 0,13-0,24 mikronia. Hiilidioksidi, vesihöyry voi absorboida pienen osan infrapunaspektristä. Ilmakehän aerosoli absorboi osan (IR-spektri) auringon säteilyn kokonaismäärästä.

Lyhyen luokan aallot ovat hajallaan ilmakehässä, koska täällä on mikroskooppisia epähomogeenisiä hiukkasia, aerosolia ja pilviä. Epähomogeeniset alkuaineet, hiukkaset, joiden mitat ovat aallonpituutta pienemmät, aiheuttavat molekyylien sirontaa, ja suuremmille on tunnusomaista indikaattorin kuvaama ilmiö eli aerosoli.

Loput auringon säteilystä saavuttaa maan pinnan. Se yhdistää suoran säteilyn, hajautetun.

Kokonaissäteily: tärkeitä näkökohtia

Kokonaisarvo on alueen vastaanottaman ja ilmakehään absorboituneen auringon säteilyn määrä. Jos taivaalla ei ole pilviä, säteilyn kokonaismäärä riippuu alueen leveysasteesta, taivaankappaleen korkeudesta, maan pinnan tyypistä tällä alueella ja ilman läpinäkyvyyden tasosta. Mitä enemmän aerosolihiukkasia on ilmakehässä, sitä pienempi on suora säteily, mutta sironneen säteilyn osuus kasvaa. Normaalisti, jos kokonaissäteilyssä ei ole pilvisyyttä, diffuusi on neljäsosa.

Maamme kuuluu pohjoisiin, joten suurimman osan vuodesta eteläiset alueet säteily on huomattavasti suurempi kuin pohjoisissa. Tämä johtuu tähden sijainnista taivaalla. Mutta lyhyt aikajakso touko-heinäkuussa on ainutlaatuinen ajanjakso, jolloin jopa pohjoisessa kokonaissäteily on varsin vaikuttavaa, koska aurinko on korkealla taivaalla ja kesto päivänvaloa enemmän kuin muina vuoden kuukausina. Samaan aikaan keskimäärin maan Aasian puolella, ilman pilviä, kokonaissäteily on merkittävämpää kuin lännessä. Aaltosäteilyn maksimivoimakkuus havaitaan keskipäivällä ja vuotuinen maksimi kesäkuussa, jolloin aurinko on korkeimmalla taivaalla.

Auringon kokonaissäteily on määrä aurinkoenergia saavuttaa planeettamme. Samalla on muistettava, että erilaiset ilmakehän tekijät johtavat siihen, että kokonaissäteilyn vuotuinen saapuminen on vähemmän kuin se voisi olla. Suurin ero tosiasiallisesti havaitun ja suurimman mahdollisen välillä on tyypillistä Kaukoidän alueille kesällä. Monsuunit aiheuttavat poikkeuksellisen tiheitä pilviä, joten kokonaissäteily vähenee noin puoleen.

utelias tietää

Suurin prosenttiosuus suurimmasta mahdollisesta aurinkoenergialle altistumisesta havaitaan (12 kuukaudelle laskettuna) maan eteläosassa. Indikaattori saavuttaa 80%.

Pilvisyys ei aina johda yhtä suureen auringonsirontaan. Pilvien muoto vaikuttaa, aurinkolevyn ominaisuudet tietyllä hetkellä. Jos se on avoin, pilvisyys vähentää suoraa säteilyä, kun taas hajasäteily lisääntyy jyrkästi.

On myös päiviä, jolloin suora säteily on vahvuudeltaan suunnilleen yhtä suuri kuin hajasäteily. Päivittäinen kokonaisarvo voi olla jopa suurempi kuin täysin pilvettömälle päivälle ominaista säteilyä.

12 kuukauden osalta erityistä huomiota tulisi kiinnittää tähtitieteellisiin ilmiöihin, jotka määrittävät numeerisia kokonaisindikaattoreita. Samaan aikaan pilvisyys johtaa siihen, että todellinen säteilymaksimi voidaan havaita ei kesäkuussa, vaan kuukautta aikaisemmin tai myöhemmin.

Säteily avaruudessa

Auringon säteilystä tulee planeettamme magnetosfäärin rajalta ja edelleen ulkoavaruuteen ihmisille hengenvaarallinen tekijä. Jo vuonna 1964 julkaistiin tärkeä populaaritieteellinen tutkimus puolustusmenetelmistä. Sen kirjoittajat olivat Neuvostoliiton tiedemiehet Kamanin, Bubnov. Tiedetään, että henkilön säteilyannos viikossa saa olla korkeintaan 0,3 röntgenia, kun taas vuoden 15 R:n sisällä. Lyhytaikaisessa altistuksessa henkilön raja on 600 R. Erityisesti avaruuslennot arvaamattomissa olosuhteissa auringon aktiivisuus, siihen voi liittyä astronautien huomattava altistuminen, mikä velvoittaa ryhtymään lisätoimenpiteisiin suojautuakseen eripituisilta aalloilta.

Apollo-lentojen jälkeen, joiden aikana testattiin suojelumenetelmiä, tutkittiin ihmisten terveyteen vaikuttavia tekijöitä, kului yli vuosikymmen, mutta tähän päivään mennessä tiedemiehet eivät löydä tehokkaita, luotettavia menetelmiä geomagneettisten myrskyjen ennustamiseen. Ennusteen voi tehdä tunneille, joskus useille päiville, mutta jopa viikoittainen ennusteen toteutuminen on enintään 5 %. Aurinkotuuli on vielä arvaamattomampi ilmiö. Todennäköisyydellä joka kolmas astronautit, jotka lähtevät uuteen tehtävään, voivat joutua voimakkaisiin säteilyvirtoihin. Tämä tekee entistä tärkeämmäksi kysymyksen sekä säteilyominaisuuksien tutkimuksesta ja ennustamisesta että sitä vastaan ​​suojautuvien menetelmien kehittämisestä.

Auringon säteily on johtava ilmastoa muodostava tekijä ja käytännössä ainoa energialähde kaikille maan pinnalla ja sen ilmakehässä tapahtuville fysikaalisille prosesseille. Se määrittää organismien elintärkeän toiminnan luoden yhtä tai toista lämpötilajärjestelmä; johtaa pilvien ja sateiden muodostumiseen; on ilmakehän yleisen kierron perussyy, ja sillä on siten valtava vaikutus ihmiselämään kaikissa sen ilmenemismuodoissa. Rakentamisessa ja arkkitehtuurissa auringon säteily on tärkein ympäristötekijä - siitä riippuvat rakennusten suuntaus, rakenteelliset, tilasuunnittelulliset, koloristiset, plastiset ratkaisut ja monet muut ominaisuudet.

GOST R 55912-2013 "Construction Climatology" mukaan otetaan käyttöön seuraavat auringonsäteilyyn liittyvät määritelmät ja käsitteet:

• suora säteily - osa auringon kokonaissäteilystä, joka tulee pintaan rinnakkaisten säteiden säteen muodossa, joka tulee suoraan näkyvältä auringon kiekolta;
• hajallaan olevaa auringon säteilyä- osa koko taivaalta pinnalle tulevasta auringon kokonaissäteilystä ilmakehään sironnan jälkeen;
• heijastunut säteily- osa alla olevasta pinnasta (mukaan lukien julkisivuista, rakennusten katoista) heijastuvasta auringon kokonaissäteilystä;
• auringon säteilyn voimakkuus- auringon säteilyn määrä, joka kulkee aikayksikköä kohti yhden säteitä vastaan ​​kohtisuorassa olevan alueen läpi.

Kaikki auringon säteilyn arvot nykyaikaisissa kotimaisissa valtion standardeissa, yhteisyrityksissä (SNiP) ja muissa rakentamiseen ja arkkitehtuuriin liittyvissä säädöksissä mitataan kilowatteina tunnissa per 1 m 2 (kW h / m 2). Yleensä kuukausi otetaan aikayksikkönä. Auringon säteilyvuon tehon (kW / m 2) hetkellisen (toisen) arvon saamiseksi kuukaudelle annettu arvo tulee jakaa kuukauden päivien lukumäärällä, vuorokauden tuntien määrällä ja sekunneilla. tunneissa.

Monissa varhaisissa rakennusmääräysten painoksissa ja monissa nykyaikaisissa ilmastotieteen hakukirjoissa auringon säteilyarvot on annettu megajouleina tai kilokaloreina per m 2 (MJ / m 2, Kcal / m 2). Kertoimet näiden suureiden muuntamiseksi yhdestä toiseen on esitetty liitteessä 1.

fyysinen kokonaisuus. Auringon säteily tulee Maahan Auringosta. Aurinko on meitä lähinnä oleva tähti, joka on keskimäärin 149 450 000 km päässä Maasta. Heinäkuun alussa, kun Maa on kauimpana Auringosta ("afeli"), tämä etäisyys kasvaa 152 miljoonaan km:iin ja tammikuun alussa se pienenee 147 miljoonaan km:iin ("perihelion").

Auringon ytimen sisällä lämpötila ylittää 5 miljoonaa K ja paine on useita miljardeja kertoja suurempi kuin maan paine, minkä seurauksena vety muuttuu heliumiksi. Tämän lämpöydinreaktion aikana syntyy säteilyenergiaa, joka etenee Auringosta kaikkiin suuntiin sähkömagneettisten aaltojen muodossa. Samaan aikaan Maahan tulee kokonainen kirjo aallonpituuksia, jotka meteorologiassa yleensä jaetaan lyhytaaltoisiin ja pitkän aallon osiin. lyhytaalto kutsusäteilyä aallonpituusalueella 0,1 - 4 mikronia (1 mikroni \u003d 10 ~ 6 m). Säteilyä, jonka pituus on pitkä (4-120 mikronia), kutsutaan nimellä pitkäaalto. Auringon säteily on pääasiassa lyhytaaltoista - ilmoitettu aallonpituusalue vastaa 99 % kaikesta auringon säteilyenergiasta, kun taas maan pinta ja ilmakehä lähettävät pitkäaaltoista säteilyä ja voivat heijastaa vain lyhytaaltosäteilyä.

Aurinko ei ole vain energian, vaan myös valon lähde. Näkyvällä valolla on kapea aallonpituusalue, vain 0,40 - 0,76 mikronia, mutta 47% kaikesta auringon säteilyenergiasta sisältyy tähän väliin. Valo, jonka aallonpituus on noin 0,40 µm, koetaan violetiksi ja noin 0,76 µm:n aallonpituus punaiseksi. Ihmissilmä ei havaitse kaikkia muita aallonpituuksia; ne ovat meille näkymättömiä 1 . Infrapunasäteily (0,76 - 4 mikronia) muodostaa 44% ja ultravioletti (0,01 - 0,39 mikronia) - 9% kaikesta energiasta. Auringon säteilyn spektrin suurin energia ilmakehän ylärajalla on spektrin sini-sinisellä alueella ja lähellä maan pintaa - kelta-vihreässä.

Tietylle pinnalle tulevan auringon säteilyn määrällinen mitta on energia valaistus, tai auringon säteilyvirta, - pinta-alayksikköön aikayksikköä kohden osuvan säteilyenergian määrä. Auringon säteilyn enimmäismäärä tulee ilmakehän ylärajalle ja sille on tunnusomaista aurinkovakion arvo. aurinkovakio - on auringon säteilyn vuo maan ilmakehän ylärajalla auringon säteisiin nähden kohtisuorassa olevan alueen läpi, joka on Maan keskimääräisellä etäisyydellä Auringosta. Maailman ilmatieteen järjestön (WMO) vuonna 2007 hyväksymien uusimpien tietojen mukaan tämä arvo on 1,366 kW / m 2 (1366 W / m 2).

Paljon vähemmän auringon säteilyä saavuttaa maan pinnan, koska auringon säteiden liikkuessa ilmakehän läpi säteily käy läpi sarjan merkittäviä muutoksia. Osa siitä imeytyy ilmakehän kaasuihin ja aerosoleihin ja siirtyy lämmöksi, ts. menee lämmittämään ilmapiiriä, ja osa siitä haihtuu ja menee sisään erityinen muoto hajallaan olevaa säteilyä.

Prosessi haltuunotot ilmakehän säteily on luonteeltaan valikoivaa - eri kaasut absorboivat sitä spektrin eri osissa ja eri määrin. Pääasialliset auringon säteilyä absorboivat kaasut ovat vesihöyry (H 2 0), otsoni (0 3) ja hiilidioksidi (CO 2). Esimerkiksi, kuten edellä mainittiin, stratosfäärin otsoni absorboi täysin eläville organismeille haitallisen säteilyn, jonka aallonpituus on alle 0,29 mikronia, minkä vuoksi otsonikerros on luonnollinen suoja maapallon elämän olemassaololle. Otsoni absorboi keskimäärin noin 3 % auringon säteilystä. Spektrin punaisella ja infrapuna-alueella vesihöyry absorboi eniten auringonsäteilyä. Samalla spektrin alueella ovat kuitenkin hiilidioksidin absorptiokaistat

Lisätietoa valosta ja väreistä käsitellään tieteenalan "Arkkitehtuurifysiikka" muissa osioissa.

yleensä sen suoran säteilyn absorptio on pieni. Auringon säteilyn absorptio tapahtuu sekä luonnollisten että ihmisperäisten aerosolien kautta, erityisesti nokihiukkasten kautta. Yhteensä noin 15 % auringon säteilystä imeytyy vesihöyryyn ja aerosoleihin ja noin 5 % pilviin.

Sironta säteily on fysikaalinen vuorovaikutusprosessi sähkömagneettisen säteilyn ja aineen välillä, jonka aikana molekyylit ja atomit absorboivat osan säteilystä ja lähettävät sen sitten uudelleen kaikkiin suuntiin. Tämä on erittäin tärkeä prosessi, joka riippuu sirottavien hiukkasten koon ja tulevan säteilyn aallonpituuden suhteesta. Täysin puhtaassa ilmassa, jossa sirontaa tuottavat vain kaasumolekyylit, se tottelee Rayleighin laki, eli kääntäen verrannollinen sironneiden säteiden aallonpituuden neljänteen potenssiin. Siten taivaan sininen väri on itse ilman väri, johtuen auringonvalon hajoamisesta siinä, koska violetit ja siniset säteet hajoavat ilmassa paljon paremmin kuin oranssit ja punaiset.

Jos ilmassa on hiukkasia, joiden mitat ovat verrattavissa säteilyn aallonpituuteen - aerosolit, vesipisarat, jääkiteet - niin sironta ei noudata Rayleighin lakia, eikä siroteltu säteily ole niin rikas lyhytaaltoisten säteiden suhteen. Hiukkasissa, joiden halkaisija on suurempi kuin 1-2 mikronia, sirontaa ei tapahdu, mutta diffuusi heijastus, joka määrittää taivaan valkean värin.

Sirontalla on valtava rooli luonnonvalon muodostumisessa: Auringon puuttuessa päiväsaikaan se luo hajavaloa (hajavaloa). Jos sirontaa ei olisi, se olisi valoisa vain sinne, missä suora auringonvalo putoaisi. Hämärä ja aamunkoitto, pilvien väri auringonnousun ja auringonlaskun aikaan liittyvät myös tähän ilmiöön.

Joten auringon säteily saavuttaa maan pinnan kahden virran muodossa: suorana ja hajasäteilynä.

suora säteily(5) tulee maan pinnalle suoraan aurinkolevyltä. Tässä tapauksessa suurin mahdollinen määrä säteilyä vastaanottaa yksi kohde, joka on kohtisuorassa auringonsäteitä vastaan ​​(5). yksikköä kohti vaakasuoraan pinnalla on pienempi määrä säteilyenergiaa Y, jota kutsutaan myös auringonpaistetta:

Y \u003d? -8shA 0, (1.1)

missä Ja 0- Auringon korkeus horisontin yläpuolella, joka määrittää auringonsäteiden tulokulman vaakasuoralle pinnalle.

hajallaan olevaa säteilyä(/)) tulee maan pinnalle kaikista taivaanvahvuuden kohdista aurinkolevyä lukuun ottamatta.

Kaikkea maan pinnalle tulevaa auringon säteilyä kutsutaan auringon kokonaissäteily (0:

• (1.2)
• 0 = + /) = Ja 0+ /).

Tällaisten säteilytyyppien saapuminen riippuu merkittävästi paitsi tähtitieteellisistä syistä myös pilvisyydestä. Siksi meteorologiassa on tapana erottaa mahdollisia säteilymääriä havaittu pilvettömissä olosuhteissa, ja todelliset säteilymäärät tapahtuu todellisissa pilvisissä olosuhteissa.

Kaikkea maan pinnalle tulevaa auringon säteilyä se ei absorboi eikä muunna lämmöksi. Osa siitä heijastuu ja sen vuoksi katoaa alla olevasta pinnasta. Tätä osaa kutsutaan heijastunut säteily(/? k), ja sen arvo riippuu albedo maan pinta (L -):

A k = - 100%.

Albedoarvo mitataan yksikön murto-osina tai prosentteina. Rakentamisessa ja arkkitehtuurissa käytetään useammin yksikön murto-osia. Ne mittaavat myös rakennus- ja viimeistelymateriaalien heijastavuutta, julkisivujen keveyttä jne. Klimatologiassa albedoa mitataan prosentteina.

Albedolla on merkittävä vaikutus maapallon ilmaston muodostumiseen, koska se on olennainen alla olevan pinnan heijastavuuden indikaattori. Se riippuu tämän pinnan tilasta (karheus, väri, kosteus) ja vaihtelee hyvin laajalla alueella. Korkeimmat albedoarvot (jopa 75 %) ovat ominaisia ​​juuri sateelle lumelle, kun taas alhaisimmat arvot ovat ominaisia ​​vedenpinnalle puhtaan auringonpaisteen aikana (“3 %). Maaperän ja kasvillisuuden pinnan albedo vaihtelee keskimäärin 10-30 %.

Jos tarkastellaan koko maapalloa kokonaisuutena, sen albedo on 30%. Tätä arvoa kutsutaan Maan planetaarinen albedo ja edustaa avaruuteen lähtevän heijastuneen ja sironneen auringonsäteilyn suhdetta ilmakehään tulevan säteilyn kokonaismäärään.

Kaupunkien alueella albedo on yleensä matalampi kuin luonnollisissa, häiriintymättömissä maisemissa. Albedon ominaisarvo alueelle suurkaupungit lauhkea ilmasto on 15-18%. Eteläisissä kaupungeissa albedo on pääsääntöisesti korkeampi, koska julkisivujen ja kattojen väreissä käytetään vaaleampia sävyjä; pohjoisissa kaupungeissa, joissa on tiheitä rakennuksia ja tummia rakennusten värimaailmaa, albedo on matalampi. Tämä mahdollistaa kuumissa eteläisissä maissa absorboituneen auringonsäteilyn määrän vähentämisen, mikä vähentää rakennusten lämpötaustaa, ja pohjoisilla kylmillä alueilla päinvastoin lisätä absorboituneen auringon säteilyn osuutta, mikä lisää yleistä lämpötaustaa.

Absorboitunut säteily(* U P0GL) kutsutaan myös lyhytaaltosäteilyn tasapaino (VK) ja on ero kokonaissäteilyn ja heijastuneen säteilyn välillä (kaksi lyhytaaltovirtaa):

^abs \u003d 5 k = 0~ I K- (1.4)

Se lämmittää maan pinnan ylempiä kerroksia ja kaikkea sillä olevaa (kasvipeite, tiet, rakennukset, rakenteet jne.), minkä seurauksena ne lähettävät ihmissilmälle näkymätöntä pitkäaaltosäteilyä. Tätä säteilyä kutsutaan usein maan pinnan omaa säteilyä(? 3). Sen arvo on Stefan-Boltzmannin lain mukaan verrannollinen neljänteen asteeseen absoluuttinen lämpötila.

Ilmakehä lähettää myös pitkäaaltosäteilyä, josta suurin osa saavuttaa maan pinnan ja absorboituu siihen lähes kokonaan. Tätä säteilyä kutsutaan ilmakehän vastasäteily (E a). Ilmakehän vastasäteily lisääntyy pilvisyyden ja ilmankosteuden lisääntyessä ja on erittäin tärkeä lämmönlähde maan pinnalle. Ilmakehän pitkäaaltosäteily on kuitenkin aina hieman maan säteilyä pienempi, minkä vuoksi maan pinta menettää lämpöä ja näiden arvojen ero on ns. Maan tehokas säteily (E ef).

Keskimäärin lauhkeilla leveysasteilla maan pinta menettää tehokkaan säteilyn kautta noin puolet siitä lämpömäärästä, jonka se vastaanottaa absorboituneesta auringon säteilystä. Absorboimalla maan säteilyä ja lähettämällä vastasäteilyä maan pinnalle ilmakehä vähentää tämän pinnan jäähtymistä yöllä. Päivän aikana se ei juurikaan estä maan pinnan kuumenemista. Tätä maan ilmakehän vaikutusta maan pinnan lämpöjärjestelmään kutsutaan kasvihuoneilmiö. Siten kasvihuoneilmiö muodostuu lämmön pidättymisestä lähellä maan pintaa. Tärkeä rooli tässä prosessissa on teknogeenistä alkuperää olevilla kaasuilla, ensisijaisesti hiilidioksidilla, jonka pitoisuus on erityisen korkea kaupunkialueilla. Mutta päärooli kuuluu edelleen luonnollista alkuperää oleville kaasuille.

Ilmakehän pääaine, joka imee maapallolta pitkäaaltoista säteilyä ja lähettää säteilyä takaisin, on vesihöyry. Se absorboi lähes kaiken pitkäaaltoisen säteilyn lukuun ottamatta 8,5-12 mikronin aallonpituusaluetta, jota kutsutaan ns. "läpinäkyvyysikkuna" vesihöyry. Vain tällä aikavälillä maasäteily kulkee ilmakehän kautta maailmanavaruuteen. Vesihöyryn lisäksi hiilidioksidi absorboi voimakkaasti pitkäaaltosäteilyä, ja juuri vesihöyryn läpinäkyvyysikkunassa otsoni on paljon heikompi, samoin kuin metaani, typen oksidi, kloorifluorihiilivedyt (freonit) ja joitain muita kaasun epäpuhtauksia.

Lämmön pitäminen lähellä maan pintaa on erittäin tärkeä prosessi elämän ylläpitämiseksi. Ilman sitä Maan keskilämpötila olisi 33 °C alhaisempi kuin nykyinen, ja eläviä organismeja tuskin voisi elää maapallolla. Siksi pointti ei ole kasvihuoneilmiössä sellaisenaan (sehän syntyi ilmakehän muodostumishetkestä lähtien), vaan siinä, että ihmisen toiminnan vaikutuksesta saada tämä vaikutus. Syynä on teknologista alkuperää olevien kasvihuonekaasujen, pääasiassa fossiilisten polttoaineiden poltosta syntyvän hiilidioksidin, pitoisuuden nopea nousu. Tämä voi johtaa siihen, että samalla tulevalla säteilyllä planeetalle jäävän lämmön osuus kasvaa ja sitä kautta myös maan pinnan ja ilmakehän lämpötila nousee. Viimeisen 100 vuoden aikana planeettamme ilman lämpötila on noussut keskimäärin 0,6 ° C.

Uskotaan, että kun CO 2 -pitoisuus kaksinkertaistuu verrattuna sen esiteolliseen arvoon ilmaston lämpeneminen on noin 3°C (eri arvioiden mukaan 1,5 - 5,5°C). Tässä tapauksessa suurimmat muutokset tulisi tapahtua korkeiden leveysasteiden troposfäärissä syys-talvikaudella. Tämän seurauksena arktisen ja Etelämantereen jää alkaa sulaa ja maailman valtameren pinta nousee. Tämä kasvu voi vaihdella 25–165 cm, mikä tarkoittaa, että monet merien ja valtamerten rannikkoalueilla sijaitsevat kaupungit tulevat tulvimaan.

Siksi tämä on erittäin tärkeä asia, joka vaikuttaa miljoonien ihmisten elämään. Tätä silmällä pitäen Torontossa pidettiin vuonna 1988 ensimmäinen kansainvälinen konferenssi ihmisperäisen ilmastonmuutoksen ongelmasta. Tutkijat ovat tulleet siihen johtopäätökseen, että ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden lisääntymisen aiheuttaman kasvihuoneilmiön lisääntymisen seuraukset ovat toissijaisia ​​maailmanlaajuisen ydinsodan seurausten jälkeen. Samaan aikaan YK:n (YK) yhteyteen perustettiin hallitustenvälinen ilmastopaneeli IPCC. IPCC – hallitustenvälinen ilmastonmuutospaneeli), joka tutkii pintalämpötilan nousun vaikutuksia ilmastoon, Maailman valtameren ekosysteemiin, biosfääriin kokonaisuudessaan, mukaan lukien planeetan väestön elämään ja terveyteen.

Vuonna 1992 New Yorkissa hyväksyttiin ilmastonmuutosta koskeva puitesopimus (FCCC), jonka päätavoitteeksi julistettiin varmistaa ilmakehän kasvihuonekaasupitoisuuksien vakauttaminen tasolle, joka estää vaarallisia seurauksia ihmisen puuttuminen ilmastojärjestelmään. Yleissopimuksen käytännön täytäntöönpanoa varten joulukuussa 1997 Kiotossa (Japanissa) varten kansainvälinen konferenssi Kioton pöytäkirja hyväksyttiin. Siinä määritellään erityiset kiintiöt kasvihuonekaasupäästöille jäsenmaille, mukaan lukien Venäjä, joka ratifioi tämän pöytäkirjan vuonna 2005.

Tätä kirjaa kirjoitettaessa yksi viimeisimmistä ilmastonmuutosta käsittelevistä konferensseista on ilmastokonferenssi Pariisissa, joka pidettiin 30.11.-12.12.2015. Konferenssin tarkoituksena on allekirjoittaa kansainvälinen sopimus ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi. planeetan keskilämpötilassa vuoteen 2100 mennessä korkeintaan 2 °C.

Joten erilaisten lyhyt- ja pitkäaaltoisten säteilyvirtojen vuorovaikutuksen seurauksena maan pinta vastaanottaa ja menettää jatkuvasti lämpöä. Tuloksena tulevan ja lähtevän säteilyn arvo on säteilytasapaino (AT), joka määrittää maan pinnan ja pintailmakerroksen lämpötilan, eli niiden lämmityksen tai jäähdytyksen:

AT = K- «k - ?ef \u003d 60 - MUTTA)-? ef =

= (5 "sin / ^ > + D) (l-A) -E ^ f \u003d B - + B a. (

Säteilytasetietoja tarvitaan lämmitys- ja jäähdytysasteen arvioimiseen erilaisia ​​pintoja sekä luonnollisissa olosuhteissa että arkkitehtonisessa ympäristössä rakennusten ja rakenteiden lämpötilan laskenta, haihtumisen, maaperän lämpövarantojen määrittäminen, peltojen kastelun säätely ja muut kansantalouden tarkoitukset.

Mittausmenetelmät. Maan säteilytasapainon tutkimusten keskeinen merkitys ilmaston kuvioiden ja mikroilmasto-olosuhteiden muodostumisen ymmärtämisessä määrittää sen komponenttien havainnointitietojen perustavanlaatuisen roolin - aktinometriset havainnot.

Venäjän sääasemilla lämpösähköinen menetelmä säteilyvirtausten mittaukset. Mitattu säteily imeytyy laitteiden mustaan ​​vastaanottavaan pintaan, muuttuu lämmöksi ja lämmittää lämpöpaalujen aktiiviset liitokset, kun taas passiiviset liitokset eivät lämmitä säteilyä ja niiden lämpötila on alhaisempi. Aktiivisten ja passiivisten liitoskohtien lämpötilaeroista johtuen termopaalun lähtöön syntyy termoelektromotorinen voima, joka on verrannollinen mitatun säteilyn intensiteettiin. Siten useimmat aktinometriset laitteet ovat suhteellinen- ne eivät mittaa itse säteilyvirtoja, vaan niihin verrannollisia määriä - virran voimakkuutta tai jännitettä. Tätä varten laitteet kytketään esimerkiksi digitaalisiin yleismittareihin ja aikaisemmin osoitingalvanometreihin. Samanaikaisesti jokaisen laitteen passissa on ns "muuntokerroin" - sähköisen mittauslaitteen jakohinta (W / m 2). Tämä kerroin lasketaan vertaamalla yhden tai toisen suhteellisen instrumentin lukemia lukemiin ehdoton kodinkoneet - pyrheliometrit.

Absoluuttisten laitteiden toimintaperiaate on erilainen. Joten Angstrom-kompensaatiopyrheliometrissä mustattui metallilevy alttiina auringolle, kun taas toinen samanlainen levy jää varjoon. Niiden välille syntyy lämpötilaero, joka siirtyy levyihin kiinnitetyn lämpöelementin liitoksiin ja siten viritetään lämpösähkövirta. Tässä tapauksessa akusta tuleva virta johdetaan varjostetun levyn läpi, kunnes se lämpenee samaan lämpötilaan kuin levy auringossa, minkä jälkeen lämpösähkövirta katoaa. Kuljetun "kompensoivan" virran voimakkuuden perusteella voit määrittää mustuneen levyn vastaanottaman lämmön määrän, joka puolestaan ​​​​on yhtä suuri kuin ensimmäisen levyn Auringosta vastaanottama lämpö. Siten on mahdollista määrittää auringon säteilyn määrä.

Venäjän (ja aikaisemmin - Neuvostoliiton) meteorologisilla asemilla säteilytasapainon komponenttien havaintoja suoritettaessa aktinometristen tietojen sarjan homogeenisuus varmistetaan käyttämällä samantyyppisiä laitteita ja niiden huolellista kalibrointia sekä kuin samat mittaus- ja tietojenkäsittelymenetelmät. Integraalisen auringonsäteilyn vastaanottimina (

Savinov-Yanishevsky lämpösähköisessä aktinometrissä, jonka ulkonäkö on esitetty kuvassa. 1.6, vastaanottoosa on ohut metallimustalla hopeafoliolevy, johon lämpöpaalun parittomat (aktiiviset) liitokset on liimattu eristeen läpi. Mittausten aikana tämä kiekko absorboi auringon säteilyä, minkä seurauksena kiekon ja aktiivisten liitoskohtien lämpötila nousee. Tasaiset (passiiviset) liitokset on liimattu eristeen läpi laitteen kotelon kuparirenkaaseen ja niiden lämpötila on lähellä ulkolämpötilaa. Tämä lämpötilaero, kun lämpöpaalun ulkoinen piiri on kiinni, muodostaa lämpösähkövirran, jonka voimakkuus on verrannollinen auringon säteilyn voimakkuuteen.

Riisi. 1.6.

Pyranometrissä (kuva 1.7) vastaanottava osa on useimmiten lämpöelementtien akku, esimerkiksi manganiinista ja konstantaanista, jossa on mustat ja valkoiset liitokset, jotka lämpenevät eri tavalla tulevan säteilyn vaikutuksesta. Laitteen vastaanottavan osan on oltava vaakasuorassa asennossa, jotta se havaitsee sironneen säteilyn koko taivaanvahvuuden kautta. Suoralta säteilyltä pyranometri on varjostettu näytöllä, ja vastaantulevalta ilmakehän säteilyltä se on suojattu lasikorkilla. Kokonaissäteilyä mitattaessa pyranometriä ei varjosta suorilta säteiltä.

Riisi. 1.7.

Erityinen laite (taittolevy) mahdollistaa pyranometrin pään asettamisen kahteen asentoon: vastaanotin ylös ja vastaanotin alas. Jälkimmäisessä tapauksessa pyranometri mittaa lyhytaaltosäteilyä, joka heijastuu maan pinnalta. Reittihavainnoissa ns retkeily albe-meter, joka on pyranometrin pää, joka on yhdistetty kallistettavaan gimbal-jousitukseen kahvalla.

Lämpösähköinen tasapainomittari koostuu lämpöpaalulla varustetusta rungosta, kahdesta vastaanottolevystä ja kahvasta (kuva 1.8). Kiekon muotoisessa rungossa (/) on nelikulmainen aukko, johon lämpöpaalu on kiinnitetty (2). Kahva ( 3 ), juotettu runkoon, käytetään tasapainomittarin asentamiseen telineeseen.

Riisi. 1.8

Tasapainomittarin yksi mustattu vastaanottolevy on suunnattu ylöspäin, toinen alaspäin, kohti maan pintaa. Varjostamattoman tasapainomittarin toimintaperiaate perustuu siihen, että aktiiviselle pinnalle tulevat kaikenlaiset säteilyt (Y, /) ja E a), ne absorboivat laitteen tummunut vastaanottopinta ylöspäin ja kaikentyyppinen säteily, joka lähtee aktiiviselta pinnalta (/? k, /? l ja E 3), alaspäin oleva levy imeytyy. Jokainen vastaanottava levy itse lähettää myös pitkäaaltosäteilyä, lisäksi tapahtuu lämmönvaihtoa ympäröivän ilman ja laitteen rungon kanssa. Rungon korkeasta lämmönjohtavuudesta johtuen tapahtuu kuitenkin suuri lämmönsiirto, joka ei salli merkittävän lämpötilaeron muodostumista vastaanottavien levyjen välille. Tästä syystä molempien levyjen omasäteily voidaan jättää huomiotta ja niiden lämpenemiserolla voidaan määrittää minkä tahansa pinnan säteilytasapainon arvo, jonka tasossa balanssimittari sijaitsee.

Koska tasemittarin vastaanottopintoja ei peitetä lasikuvulla (muuten pitkäaaltosäteilyn mittaaminen olisi mahdotonta), tämän laitteen lukemat riippuvat tuulen nopeudesta, mikä pienentää vastaanottopintojen välistä lämpötilaeroa. Tästä syystä tasemittarin lukemat johtavat tyyniin olosuhteisiin, kun tuulen nopeus on mitattu aiemmin laitteen tasolla.

varten automaattinen rekisteröinti Mittauksissa edellä kuvatuissa laitteissa syntyvä lämpösähkövirta syötetään itsetallennettuun elektroniseen potentiometriin. Virran voimakkuuden muutokset tallennetaan liikkuvalle paperinauhalle, kun taas aktinometrin tulee automaattisesti pyöriä niin, että sen vastaanottava osa seuraa aurinkoa, ja pyranometri on aina varjostettava suoralta säteilyltä erityisellä rengassuojalla.

Aktinometriset havainnot tehdään, toisin kuin pääsäähavainnot, kuusi kertaa päivässä seuraavina aikoina: 00:30, 06:30, 09:30, 12:30, 15:30 ja 18:30. Koska kaikentyyppisen lyhytaaltosäteilyn intensiteetti riippuu Auringon korkeudesta horisontin yläpuolella, havaintojen ajoitus asetetaan tarkoittaa aurinkoaikaa asemat.

ominaisarvot. Suoran ja kokonaissäteilyvirran arvot ovat yksi tärkeimmistä rooleista arkkitehtonisessa ja ilmasto-analyysissä. Niiden huomioimalla rakennusten suuntaus horisontin sivuilla, niiden tilasuunnittelu ja koloristinen ratkaisu, sisäinen asettelu, valoaukkojen mitat ja monet muut arkkitehtoniset piirteet liittyvät toisiinsa. Siksi päivittäinen ja vuotuinen kurssi ominaisarvot otetaan huomioon juuri näiden auringonsäteilyn arvojen osalta.

Energia valaistus suoraa auringonsäteilyä pilvettömällä taivaalla riippuu auringon korkeudesta, ilmakehän ominaisuuksista auringonsäteen reitillä, jolle on ominaista läpinäkyvyystekijä(arvo, joka osoittaa, mikä osa auringon säteilystä saavuttaa maan pinnan pelkän auringonvalon ilmaantumisen aikana) ja tämän polun pituus.

Suoralla auringon säteilyllä pilvettömällä taivaalla on melko yksinkertainen päivittäinen vaihtelu, maksimi puolenpäivän aikoihin (kuva 1.9). Kuvasta ilmenee, että päivän aikana auringon säteilyvirta ensin nopeasti, sitten hitaammin kasvaa auringonnoususta puoleenpäivään ja aluksi hitaasti, sitten nopeasti laskee keskipäivästä auringonlaskuun. Erot energiavalaistuksessa keskipäivällä klo kirkas taivas tammi- ja heinäkuussa johtuvat ensisijaisesti eroista Auringon keskipäivän korkeudessa, joka on talvella pienempi kuin kesällä. Samaan aikaan manneralueilla havaitaan usein vuorokausivaihtelun epäsymmetriaa, joka johtuu ilmakehän läpinäkyvyyden eroista aamu- ja iltapäivällä. Ilmakehän läpinäkyvyys vaikuttaa myös suoran auringonsäteilyn kuukausittaisten keskiarvojen vuosikuluihin. Maksimisäteily pilvettömällä taivaalla voi siirtyä kevätkuukaudet, koska keväällä ilmakehän pöly- ja kosteuspitoisuus ovat alhaisemmat kuin syksyllä.

5 1, kW/m 2

b", kW/m2

Riisi. 1.9.

ja keskimääräisissä pilvisissä olosuhteissa (b):

7 - pinnalla kohtisuorassa säteisiin nähden heinäkuussa; 2 - vaakasuoralle pinnalle heinäkuussa; 3 - kohtisuoralla pinnalla tammikuussa; 4 - vaakasuoralle pinnalle tammikuussa

Pilvisyys vähentää auringon säteilyn saapumista ja voi muuttaa merkittävästi sen päivittäistä kulkua, mikä näkyy ennen iltapäivän ja sen jälkeisten tuntisummajen suhteessa. Siten suurimmalla osalla Venäjän manneralueista kevät-kesäkuukausina suoran säteilyn tuntimäärät ennen puoltapäivää ovat suuremmat kuin iltapäivällä (Kuva 1.9, b). Tämä määräytyy pääosin pilvisyyden vuorokaudesta, joka alkaa kehittyä klo 9-10 ja saavuttaa maksiminsa iltapäivällä vähentäen siten säteilyä. Suoran auringonsäteilyn sisäänvirtauksen yleinen väheneminen todellisissa pilvisissä olosuhteissa voi olla erittäin merkittävää. Esimerkiksi Vladivostokissa, jossa on monsuuni-ilmasto, nämä menetykset kesällä ovat 75%, ja Pietarissa pilvet eivät välitä jopa keskimäärin vuodessa 65% suorasta säteilystä maan pinnalle, Moskovassa - noin puoli.

Jakelu vuosittaisia ​​määriä suora auringon säteily keskimääräisessä pilvisyydessä Venäjän alueella on esitetty kuvassa. 1.10. Tämä auringon säteilyn määrää vähentävä tekijä riippuu suurelta osin ilmakehän kierrosta, mikä johtaa säteilyn leveysjakauman rikkomiseen.

Kuten kuvasta näkyy, kokonaisuutena vaakasuoralle pinnalle tulevan suoran säteilyn vuotuiset määrät kasvavat korkeilta leveysasteilta 800:sta lähes 3000 MJ/m 2 . Suuri pilvien määrä Venäjän eurooppalaisessa osassa johtaa vuotuisten kokonaismäärien laskuun verrattuna Itä-Siperian alueisiin, joissa vuotuiset kokonaismäärät kasvavat talvella pääasiassa Aasian antisyklonin vaikutuksesta. Samaan aikaan kesämonsuuni vähentää vuotuista säteilyvirtausta rannikkoalueilla Kaukoitä. Keskipäivän suoran auringonsäteilyn intensiteetin vaihteluväli Venäjän alueella vaihtelee välillä 0,54-0,91 kW / m 2 kesällä ja 0,02-0,43 kW / m 2 talvella.

hajallaan olevaa säteilyä, Vaakasuoralle pinnalle saapuminen muuttuu myös päivän aikana, lisääntyy ennen puoltapäivää ja vähenee sen jälkeen (kuva 1.11).

Kuten suoran auringonsäteilyn tapauksessa, hajasäteilyn saapumiseen ei vaikuta pelkästään auringon korkeus ja vuorokauden pituus, vaan myös ilmakehän läpinäkyvyys. Jälkimmäisen väheneminen johtaa kuitenkin sironneen säteilyn lisääntymiseen (toisin kuin suora säteily). Lisäksi hajasäteily riippuu pilvisyydestä erittäin laajalla alueella: keskimääräisessä pilvisyydessä sen saapuminen on yli kaksinkertainen kirkkaalla taivaalla havaittuun arvoon verrattuna. Joinakin päivinä pilvisyys lisää tätä lukua 3-4-kertaiseksi. Siten sironnut säteily voi merkittävästi täydentää suoraa linjaa, erityisesti Auringon matalalla paikalla.

Riisi. 1.10. Suoraa auringon säteilyä, joka saapuu vaakasuoralle pinnalle keskimääräisen pilvisyyden alaisena, MJ / m 2 vuodessa (1 MJ / m 2 \u003d 0,278 kW h / m 2)

/), kW/m2 0,3 g

• 0,2 -
• 0,1 -

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 tuntia

Riisi. 1.11.

ja keskimääräisissä pilvisissä olosuhteissa (b)

Hajallaan olevan auringon säteilyn arvo tropiikissa on 50-75 % suorasta; 50-60° leveysasteella se on lähellä suoraa ja korkeilla leveysasteilla ylittää suoran auringon säteilyn lähes koko vuoden ajan.

Erittäin tärkeä tekijä, joka vaikuttaa sironneen säteilyn vuotoon, on albedo alla oleva pinta. Jos albedo on riittävän suuri, säteilyn alla olevasta pinnasta heijastuva ilmakehän hajottaa käänteinen suunta, voi aiheuttaa merkittävän lisäyksen sironneen säteilyn saapumisessa. Vaikutus on selkein lumipeite, jolla on suurin heijastavuus.

Täydellinen säteily pilvettömällä taivaalla (mahdollinen säteily) riippuu paikan leveysasteesta, auringon korkeudesta, ilmakehän optisista ominaisuuksista ja alla olevan pinnan luonteesta. Kirkkaalla taivaalla sillä on yksinkertainen vuorokausivaihtelu, jonka enimmäismäärä on keskipäivällä. Suoralle säteilylle tyypillinen vuorokausivaihtelun epäsymmetria näkyy vain vähän kokonaissäteilyssä, koska ilmakehän sameuden lisääntymisestä johtuva suoran säteilyn väheneminen vuorokauden toisella puoliskolla kompensoituu hajasäteilyn lisääntymisellä, joka johtuu säteilyn hajaantumisesta. sama tekijä. Vuotuisessa kurssissa kokonaissäteilyn enimmäisintensiteetti pilvettömällä taivaalla suurimman osan alueesta

Venäjän aluetta havaitaan kesäkuussa auringon suurimman keskipäivän korkeuden vuoksi. Joillakin alueilla tämä vaikutus on kuitenkin päällekkäinen ilmakehän läpinäkyvyyden vaikutuksen kanssa, ja maksimi siirtyy toukokuulle (esimerkiksi Transbaikaliassa, Primoryessa, Sahalinissa ja useilla Itä-Siperian alueilla). Kuukausittaisen ja vuosittaisen auringon kokonaissäteilyn jakautuminen pilvettömällä taivaalla on esitetty taulukossa. 1.9 ja kuvassa 1.12 leveysastekeskiarvoina.

Yllä olevasta taulukosta ja kuvasta näkyy, että kaikkina vuodenaikoina sekä säteilyn intensiteetti että määrä lisääntyvät pohjoisesta etelään auringon korkeuden muutoksen mukaisesti. Poikkeuksena on ajanjakso toukokuusta heinäkuuhun, jolloin pitkän päivän ja auringon korkeuden yhdistelmä tarjoaa melko korkeat kokonaissäteilyn arvot pohjoisessa ja yleensä Venäjän alueella säteilykenttä on hämärtynyt, ts. ei ole voimakkaita kaltevuksia.

Taulukko 1.9

Auringon kokonaissäteily vaakasuoralla pinnalla

pilvettömällä taivaalla (kW h / m 2)

	Maantieteellinen leveysaste, ° N
syyskuu

Riisi. 1.12. Auringon kokonaissäteily vaakasuuntaiselle pinnalle, jossa on pilvetön taivas eri leveysasteilla (1 MJ / m 2 \u003d 0,278 kWh / m 2)

Pilvien läsnäollessa Auringon kokonaissäteily ei määräydy pelkästään pilvien lukumäärän ja muodon, vaan myös aurinkolevyn tilan perusteella. Kun aurinkolevy on läpikuultava pilvien läpi, kokonaissäteily voi jopa lisääntyä pilvettömiin olosuhteisiin verrattuna sironneen säteilyn kasvun vuoksi.

Keskipilvissä olosuhteissa havaitaan täysin säännöllinen päivittäinen kokonaissäteilyn kulku: lisääntyy asteittain auringonnoususta puoleenpäivään ja laskee keskipäivästä auringonlaskuun. Samaan aikaan pilvisyyden päivittäinen kulku rikkoo pilvettömälle taivaalle ominaista kurssin symmetriaa keskipäivään nähden. Siten suurimmalla osalla Venäjän alueilla lämpimän ajanjakson aikana keskipäivän kokonaissäteilyn arvot ovat 3-8 % korkeammat kuin iltapäivän arvot, lukuun ottamatta Kaukoidän monsuunialueita, joissa suhde on päinvastainen. . Keskimääräisten monivuotisten kuukausittaisten kokonaissäteilyn summien vuotuisessa kulussa, määräävän tähtitieteellisen tekijän kanssa, ilmenee (pilvyyden vaikutuksesta) kiertokerroin, joten maksimi voi siirtyä kesäkuusta heinäkuuhun ja jopa toukokuuhun ( kuva 1.13).

• 600 -
• 500 -
• 400 -
• 300 -
• 200 -

m. Tšeljuskin

Salekhard

Arkangeli

Pietari

Petropavlovsk

Kamtšatski

Habarovsk

Astrakhan

Riisi. 1.13. Auringon kokonaissäteily vaakasuoralla pinnalla Venäjän yksittäisissä kaupungeissa todellisissa pilvisyysolosuhteissa (1 MJ / m 2 \u003d 0,278 kWh / m 2)

5", MJ/m 2 700

Todellinen kuukausittainen ja vuosittainen kokonaissäteilyn saapuminen on siis vain osa mahdollisesta. Suurimmat todellisten määrien poikkeamat kesän mahdollisista ovat Kaukoidässä, missä pilvisyys vähentää kokonaissäteilyä 40-60 %. Yleisesti ottaen kokonaissäteilyn vuotuinen kokonaistulo vaihtelee Venäjän alueella leveyssuunnassa ja kasvaa pohjoisten merien rannikon 2800 MJ / m2:stä 4800-5000 MJ / m2 Venäjän eteläisillä alueilla - Pohjois-Kaukasus, Ala-Volgan alue, Transbaikalia ja Primorskyn alue (kuva 1.14).

Riisi. 1.14. Vaakapinnalle tuleva kokonaissäteily, MJ / m 2 vuodessa

Kesällä erot auringon kokonaissäteilyssä todellisissa pilvisyysoloissa eri leveysasteilla sijaitsevien kaupunkien välillä eivät ole niin "dramaattisia" kuin miltä ensi silmäyksellä näyttää. Venäjän Euroopan osassa Astrakhanista Kap Chelyuskiniin nämä arvot ovat välillä 550-650 MJ/m 2 . Talvella useimmissa kaupungeissa, lukuun ottamatta arktista aluetta, jossa napayö alkaa, kokonaissäteily on 50-150 MJ / m 2 kuukaudessa.

Vertailun vuoksi: tammikuun keskilämpöarvot yhdelle kaupunkialueelle (laskettuna Moskovan todellisten tietojen mukaan) vaihtelevat välillä 220 MJ/m2 kuukaudessa kaupunkien kehittämiskeskuksissa 120-150 MJ/m2 pääalueiden välisillä alueilla. harvaan asuntojen rakentaminen. Teollisuus- ja kunnallisvarastoalueiden alueilla tammikuun lämpöindeksi on 140 MJ/m 2 . Moskovan auringon kokonaissäteily on tammikuussa 62 MJ/m 2 . Siten sisään talviaika auringon säteilyn käytön ansiosta on mahdollista kattaa enintään 10-15 % (aurinkopaneelien hyötysuhde 40 %) laskennallisesta keskitiheyksisten rakennusten lämpöarvosta jopa Irkutskissa ja Jakutskissa, joka tunnetaan mm. aurinkoinen talvisää, vaikka heidän alueensa olisi kokonaan aurinkosähköpaneeleilla peitetty.

Kesällä auringon kokonaissäteily lisääntyy 6-9 kertaa ja lämmönkulutus vähenee 5-7 kertaa talveen verrattuna. Heinäkuussa lämpöarvot laskevat 35 MJ/m 2 tai alle asuinalueilla ja 15 MJ/m 2 tai alle teollisuusalueilla, ts. arvoihin asti, jotka muodostavat enintään 3-5 % auringon kokonaissäteilystä. Siksi kesällä, kun lämmityksen ja valaistuksen tarve on minimaalinen, tätä uusiutuvaa energiaa on liikaa kaikkialla Venäjällä. luonnonvara, jota ei voida kierrättää, mikä asettaa jälleen kerran kyseenalaiseksi aurinkosähköpaneelien käyttökelpoisuuden. vähintään, kaupungeissa ja kerrostaloissa.

Sähkönkulutus (ilman lämmitystä ja lämmintä vettä), joka liittyy myös epätasaiseen jakeluun kokonaisalue kehitys, väestötiheys ja toiminnallinen tarkoitus eri alueilla, on

Lämpö - keskimääräinen indikaattori kaikentyyppisten energian (sähkö, lämmitys, kuumavesi) kulutuksesta 1 m 2 rakennusalaa kohti.

tapaukset alkaen 37 MJ / m 2 kuukaudessa (laskettuna 1/12 vuotuisesta määrästä) tiheästi asutuilla alueilla ja jopa 10-15 MJ / m 2 kuukaudessa alueilla, joilla on alhainen rakennustiheys. Päivällä ja kesällä sähkönkulutus laskee luonnollisesti. Sähkön kulutustiheys heinäkuussa useimmilla asuin- ja sekarakentamisen alueilla on 8-12 MJ/m 2 ja auringon kokonaissäteily todellisissa pilvisissä olosuhteissa Moskovassa noin 600 MJ/m 2 . Kaupunkien (esim. Moskovan) sähkönjakelun tarpeiden kattamiseksi tarvitaan siis vain noin 1,5-2 % auringon säteilystä. Loppuosa säteilystä, jos se hävitetään, on tarpeetonta. Samanaikaisesti kysymys päivän auringon säteilyn kerääntymisestä ja säilyttämisestä valaistukseen illalla ja yöllä, kun tehonsyöttöjärjestelmien kuormitukset ovat suurimmat ja aurinko melkein paista tai ei paista, on vielä ratkaisematta. Tämä edellyttää sähkön siirtämistä pitkiä matkoja alueiden välillä, joissa aurinko on vielä riittävän korkealla, ja alueiden välillä, joissa aurinko on jo laskenut horisontin alapuolelle. Samalla verkkojen sähköhäviöt ovat verrattavissa sen aurinkosähköpaneelien käytön säästöihin. Tai se edellyttää suurikapasiteettisten akkujen käyttöä, joiden tuotanto, asennus ja myöhempi hävittäminen edellyttävät energiakustannuksia, joita ei todennäköisesti kateta niiden koko toiminta-ajalta kertyneellä energiansäästöllä.

Toinen, yhtä tärkeä tekijä, joka kyseenalaistaa aurinkopaneeleihin siirtymisen vaihtoehtoisena sähkönlähteenä koko kaupungissa, on se, että aurinkokennojen toiminta johtaa viime kädessä kaupunkiin absorboituvan auringon säteilyn merkittävään lisääntymiseen. , näin ollen ilman lämpötilan nousuun kaupungissa kesällä. Näin ollen samaan aikaan kun valopaneelien ja niillä toimivien ilmastointilaitteiden aiheuttama jäähdytys kohoaa kaupungissa yleisesti ilman lämpötilaa, mikä viime kädessä mitätöi kaikki taloudelliset ja ympäristölliset hyödyt, joita saadaan edelleen erittäin kalliiden sähkön säästämisestä. aurinkosähköpaneelit..

Tästä seuraa, että laitteiden asentaminen auringon säteilyn muuntamiseksi sähköksi on perusteltua hyvin rajoitetuissa tapauksissa: vain kesällä, vain ilmastollisilla alueilla, joilla on kuiva, kuuma, pilvinen sää, vain pienissä kaupungeissa tai yksittäisissä mökkiasumissa ja vain jos tätä sähköä käytetään rakennusten sisäilman ilmastointi- ja ilmanvaihtolaitteistojen toimintaan. Muissa tapauksissa - muilla alueilla, muissa kaupunkiolosuhteissa ja muina vuodenaikoina - aurinkosähköpaneelien ja aurinkokeräinten käyttö tavallisten rakennusten sähkön ja lämmön tarpeisiin keskikokoisissa ja suurkaupungit lauhkeassa ilmastossa on tehotonta.

Auringon säteilyn bioklimaattinen merkitys. Auringon säteilyn eläviin organismeihin kohdistuvan vaikutuksen ratkaiseva rooli rajoittuu osallistumiseen niiden säteily- ja lämpötasapainojen muodostumiseen aurinkospektrin näkyvän ja infrapunaosan lämpöenergian vuoksi.

Näkyviä säteitä ovat erityisen tärkeitä organismeille. Useimmat eläimet, kuten ihmiset, ovat hyviä erottamaan valon spektrikoostumuksen, ja jotkut hyönteiset voivat nähdä jopa ultraviolettialueella. Valonäkö ja valon suuntautuminen on tärkeä selviytymistekijä. Esimerkiksi henkilöllä on värinäkö- yksi elämän psykoemotionaalisimmista ja optimoivimmista tekijöistä. Pimeässä pysymisellä on päinvastainen vaikutus.

Kuten tiedät, vihreät kasvit syntetisoivat orgaanista ainetta ja tuottavat siten ruokaa kaikille muille organismeille, myös ihmisille. Tämä elämän kannalta tärkein prosessi tapahtuu auringon säteilyn assimiloitumisen ja kasvien käytön aikana tietty alue spektri aallonpituusalueella 0,38-0,71 μm. Tätä säteilyä kutsutaan fotosynteettisesti aktiivista säteilyä(PAR) ja on erittäin tärkeä kasvien tuottavuudelle.

Valon näkyvä osa luo luonnonvaloa. Sen suhteen kaikki kasvit jaetaan valoa rakastaviin ja varjoa sietäviin. Riittämätön valaistus heikentää vartta, heikentää korvien ja tähkien muodostumista kasveissa, vähentää sokeripitoisuutta ja öljyjen määrää viljellyt kasvit, vaikeuttaa kivennäisravinteiden ja lannoitteiden käyttöä.

Biologinen toiminta infrapunasäteet koostuu lämpövaikutus kun ne imeytyvät kasvien ja eläinten kudoksiin. Tällöin molekyylien kineettinen energia muuttuu ja sähköiset ja kemialliset prosessit kiihtyvät. Infrapunasäteilyn ansiosta kasvien ja eläinten ympäröivästä tilasta saaman lämmön puute (etenkin vuoristoalueilla ja korkeilla leveysasteilla) kompensoituu.

UV-säteily biologisten ominaisuuksien ja ihmisiin kohdistuvien vaikutusten mukaan on tapana jakaa kolmeen alueeseen: alue A - aallonpituuksilla 0,32 - 0,39 mikronia; alue B 0,28 - 0,32 μm ja alue C 0,01 - 0,28 μm. Alueelle A on ominaista suhteellisen heikosti ilmaistu biologinen vaikutus. Se aiheuttaa vain useiden orgaanisten aineiden fluoresenssin, ihmisillä se edistää pigmentin muodostumista ihossa ja lievää eryteemaa (ihon punoitusta).

B-alueen säteet ovat paljon aktiivisempia.Eliöiden monipuoliset reaktiot ultraviolettisäteilyyn, muutokset ihossa, veressä jne. lähinnä heidän takiaan. Ultraviolettisäteilyn tunnettu vitamiinia muodostava vaikutus on ergosteroni ravinteita menee O-vitamiiniksi, jolla on voimakas kasvua ja aineenvaihduntaa stimuloiva vaikutus.

Voimakkain biologista toimintaa eläviin soluihin C-alueen säteet vaikuttavat bakterisidisesti auringonvalo lähinnä niiden takia. AT pieniä annoksia Ultraviolettisäteet ovat välttämättömiä kasveille, eläimille ja ihmisille, erityisesti lapsille. Kuitenkin suurina määrinä alueen C säteet ovat haitallisia kaikille eläville olennoille, ja elämä maapallolla on mahdollista vain siksi, että ilmakehän otsonikerros estää tämän lyhytaaltosäteilyn lähes kokonaan. Erityisesti ajantasainen ratkaisu Kysymys ultraviolettisäteilyn liiallisten annosten vaikutuksista biosfääriin ja ihmisiin on tullut viime vuosikymmeninä maapallon ilmakehän otsonikerroksen heikkenemisen vuoksi.

Maan pintaan pääsevän ultraviolettisäteilyn (UVR) vaikutus elävään organismiin on hyvin monipuolinen. Kuten edellä mainittiin, kohtuullisina annoksina sillä on edullinen vaikutus: se lisää elinvoimaa, lisää kehon vastustuskykyä tarttuvat taudit. UVR:n puute johtaa patologisiin ilmiöihin, joita kutsutaan UV-puutokseksi tai UV-nälkään ja jotka ilmenevät E-vitamiinin puutteena, mikä johtaa fosfori-kalsium-aineenvaihdunnan häiriintymiseen kehossa.

Liiallinen UV-säteily voi johtaa erittäin vakaviin seurauksiin: ihosyövän muodostumiseen, muiden onkologisten muodostumien kehittymiseen, fotokeratiitin ("lumisokeuden"), fotokonjunktiviitin ja jopa kaihien ilmaantuminen; elävien organismien immuunijärjestelmän rikkominen sekä mutageeniset prosessit kasveissa; rakentamisessa ja arkkitehtuurissa yleisesti käytettyjen polymeerimateriaalien ominaisuuksien muutos ja tuhoutuminen. UVR voi esimerkiksi värjätä julkisivumaaleja tai johtaa polymeeristen viimeistely- ja rakenteellisten rakennustuotteiden mekaaniseen tuhoutumiseen.

Auringon säteilyn arkkitehtoninen ja rakenteellinen merkitys. Aurinkoenergiadataa käytetään rakennusten sekä lämmitys- ja ilmastointijärjestelmien lämpötasapainon laskennassa, eri materiaalien ikääntymisprosessien analysoinnissa, säteilyn vaikutuksen huomioon ottamiseksi ihmisen lämpötiloihin, vihreiden optimaalisen lajikoostumuksen valinnassa. tilat tietyn alueen maisemointiin ja moniin muihin tarkoituksiin. Auringon säteily määrää maanpinnan luonnollisen valaistuksen tavan, jonka tunteminen on välttämätöntä sähkönkulutuksen suunnittelussa, erilaisten rakenteiden suunnittelussa ja liikenteen toiminnan järjestämisessä. Näin ollen säteilyjärjestelmä on yksi johtavista kaupunkisuunnittelun sekä arkkitehtonisista ja rakentamistekijöistä.

Rakennusten eristäminen on yksi tärkeimmistä rakennusten hygieniaedellytyksistä, joten pinnoille annetaan suoraa auringonvaloa. Erityistä huomiota tärkeänä ympäristötekijänä. Samaan aikaan auringolla ei ole vain hygieenistä vaikutusta sisäiseen ympäristöön tappaen taudinaiheuttajia, vaan se vaikuttaa myös psykologisesti ihmiseen. Tällaisen säteilytyksen vaikutus riippuu auringonvalolle altistumisen kestosta, joten insolaatio mitataan tunneissa ja sen kesto normalisoidaan Venäjän terveysministeriön asiaankuuluvilla asiakirjoilla.

Vaadittu vähimmäismäärä auringon säteilyä mukavat olosuhteet rakennusten sisäympäristö, henkilön työ- ja lepoolosuhteet muodostuvat asuin- ja työtilojen tarvittavasta valaistuksesta, ihmiskehoon tarvittavasta ultraviolettisäteilyn määrästä, ulkoisten aitojen absorboimasta ja rakennuksiin siirtyvästä lämmön määrästä, tarjoaa sisäympäristön lämpömukavuutta. Näiden vaatimusten perusteella tehdään arkkitehtoniset ja suunnittelupäätökset, määritellään olohuoneiden, keittiöiden, kodinhoito- ja työtilojen suuntaus. Ylimääräisellä auringonsäteilyllä on mahdollisuus asentaa loggiat, kaihtimet, ikkunaluukut ja muut aurinkosuojalaitteet.

Eri suuntautuneille pinnoille (pysty- ja vaakasuoraan) saapuvan auringon säteilyn (suora ja haja) summat on suositeltavaa analysoida seuraavan asteikon mukaan:

• alle 50 kWh / m 2 kuukaudessa - merkityksetön säteily;
• 50-100 kWh / m 2 kuukaudessa - keskimääräinen säteily;
• 100-200 kWh / m 2 kuukaudessa - korkea säteily;
• yli 200 kWh / m 2 kuukaudessa - ylimääräinen säteily.

Merkittömällä säteilyllä, jota havaitaan lauhkeilla leveysasteilla pääasiassa talvikuukausina, sen osuus rakennusten lämpötaseesta on niin pieni, että se voidaan jättää huomiotta. Keskimääräisellä säteilyllä lauhkeilla leveysasteilla tapahtuu siirtymä maan pinnan ja sillä sijaitsevien rakennusten, rakenteiden, keinotekoisten pinnoitteiden jne. säteilytasapainon negatiivisten arvojen alueelle. Tässä suhteessa he alkavat menettää enemmän lämpöenergiaa päivittäisellä kurssilla kuin he saavat lämpöä auringosta päivän aikana. Nämä rakennusten lämpötaseen häviöt eivät kata sisäiset lähteet lämpö (sähkölaitteet, kuumavesiputket, ihmisten metabolinen lämmön vapautuminen jne.), ja ne on kompensoitava lämmitysjärjestelmien toiminnalla - lämmityskausi alkaa.

Korkealla säteilyllä ja todellisissa pilvisissä olosuhteissa kaupunkialueen ja rakennusten sisäympäristön lämpötausta on mukavuusalueella ilman keinotekoisia lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmiä.

Lauhkeilla leveysasteilla sijaitsevissa kaupungeissa, erityisesti lauhkeassa mannerilmastossa ja jyrkästi mannerilmastossa sijaitsevissa kaupungeissa, liiallisella säteilyllä voidaan havaita kesällä rakennusten, niiden sisä- ja ulkoympäristön ylikuumenemista. Tässä suhteessa arkkitehtien tehtävänä on suojella arkkitehtonista ympäristöä liialliselta säteilyltä. He soveltavat asianmukaisia ​​tilasuunnitteluratkaisuja, valitsevat rakennusten optimaalisen suunnan horisontin sivuille, julkisivujen arkkitehtonisia aurinkosuojaelementtejä ja valoaukkoja. Jos arkkitehtoniset suojakeinot ylikuumenemiselta eivät riitä, tarvitaan rakennusten sisäympäristön keinotekoista ilmastointia.

Säteilyjärjestelmä vaikuttaa myös valoaukkojen suunnan ja mittojen valintaan. Pienellä säteilyllä valoaukkojen kokoa voidaan suurentaa mihin tahansa kokoon edellyttäen, että lämpöhäviöt ulkoisten aitojen läpi pidetään tasolla, joka ei ylitä standardia. Liiallisen säteilyn tapauksessa valoaukot tehdään minimaaliseksi, mikä varmistaa tilojen säteilyn ja luonnollisen valaistuksen vaatimukset.

Julkisivujen vaaleus, joka määrää niiden heijastavuuden (albedo), valitaan myös aurinkosuojavaatimusten perusteella tai päinvastoin ottaen huomioon auringon säteilyn maksimaalinen absorptio alueilla, joilla on viileä ja kylmä kostea ilmasto ja keskimääräinen tai alhainen auringonsäteilytaso kesäkuukausina. Päällystysmateriaalien valitsemiseksi niiden heijastavuuden perusteella on tiedettävä, kuinka paljon auringonsäteilyä pääsee erisuuntaisten rakennusten seiniin ja mikä on eri materiaalien kyky absorboida tätä säteilyä. Koska säteilyn saapuminen seinään riippuu paikan leveysasteesta ja siitä, kuinka seinä on suunnattu suhteessa horisontin sivuihin, seinän lämpeneminen ja sen viereisten huoneiden lämpötila riippuvat tästä.

Erilaisten julkisivun viimeistelymateriaalien imukyky riippuu niiden väristä ja kunnosta (taulukko 1.10). Jos tunnetaan eri suuntaisiin seiniin 1 tulevan auringon säteilyn kuukausisummat ja näiden seinien albedo, on mahdollista määrittää niiden absorboima lämmön määrä.

Taulukko 1.10

Rakennusmateriaalien imukyky

Tiedot tulevan auringon säteilyn määrästä (suora ja haja) pilvettömällä taivaalla eri suuntiin pystypinnoilla on annettu yhteisyrityksessä "Construction Climatology".

Materiaalin nimi ja käsittely	Ominaista pinnat	pinnat	Absorboitunut säteily, %
Betoni	Karkea
		vaaleansininen
		Tummanharmaa
		Sinertävä
	Veistetty
		Kellertävä ruskea
	kiiltävä
	Siististi leikattu	vaalean harmaa
	Veistetty
Katto
Ruberoidi		ruskea
Galvanisoitu teräs		vaalean harmaa
kattotiilet

Sopivien materiaalien ja värien valinta rakennusvaipalle, esim. muuttamalla seinien albedoa voidaan muuttaa seinän absorboiman säteilyn määrää ja siten vähentää tai lisätä seinien lämpenemistä auringon lämmön vaikutuksesta. Tätä tekniikkaa käytetään aktiivisesti eri maiden perinteisessä arkkitehtuurissa. Kaikki tietävät, että eteläiset kaupungit erottuvat useimmissa asuinrakennuksissa yleisesti vaalealla (valkoinen värillisellä sisustuksella) värillä, kun taas esimerkiksi skandinaaviset kaupungit ovat pääasiassa kaupunkeja, jotka on rakennettu tummasta tiilestä tai käyttämällä tummaa tesaa rakennusten verhoiluun.

On laskettu, että 100 kWh/m 2 absorboitunutta säteilyä nostaa ulkopinnan lämpötilaa noin 4°C. Useimmilla Venäjän alueilla rakennusten seinät saavat keskimäärin sellaisen määrän säteilyä tunnissa, jos ne on suunnattu etelään ja itään, sekä länsi-, lounais- ja kaakkoon, jos ne on valmistettu tummasta tiilestä eikä rapattu tai niissä on tumma kipsi.

Seinien keskilämpötilasta kuukaudeksi ottamatta huomioon säteilyä lämpötekniikan laskelmissa yleisimmin käytettyyn ominaisuuteen - ulkoilman lämpötilaan otetaan käyttöön ylimääräinen lämpötilalisäaine. klo, riippuen seinän absorboiman auringonsäteilyn kuukausittaisesta määrästä VK(Kuva 1.15). Näin ollen, kun tiedetään seinään tulevan auringon kokonaissäteilyn intensiteetti ja tämän seinän pinnan albedo, on mahdollista laskea sen lämpötila ottamalla käyttöön asianmukainen korjaus ilman lämpötilaan.

VK, kWh/m2

Riisi. 1.15. Seinän ulkopinnan lämpötilan nousu auringon säteilyn absorption vuoksi

Yleensä absorboituneen säteilyn aiheuttama lämpötilalisäys määräytyy muuten yhtäläisissä olosuhteissa, ts. samassa ilman lämpötilassa, kosteudessa ja rakennuksen vaipan lämmönvastuksessa tuulen nopeudesta riippumatta.

Selkeällä säällä keskipäivällä eteläiset, ennen puoltapäivää - kaakkois- ja iltapäivällä - lounaiset seinät voivat imeä jopa 350-400 kWh/m 2 auringon lämpöä ja lämmetä niin, että niiden lämpötila voi ylittää 15-20 °C ulkoilman. lämpötila. Tämä luo suuren lämpötilan

luottaa saman rakennuksen seinien väliin. Nämä kontrastit joillakin alueilla osoittautuvat merkittäviksi paitsi kesällä, myös kylmänä vuodenaikana aurinkoisella matalatuulisella säällä, jopa erittäin alhaisissa ilman lämpötiloissa. Metallirakenteet altistuvat erityisen voimakkaalle ylikuumenemiselle. Joten saatavilla olevien havaintojen mukaan Jakutiassa, joka sijaitsee lauhkeassa jyrkästi mannerilmastossa, jolle on ominaista pilvinen sää talvella ja kesällä, keskipäivällä kirkkaalla taivaalla, ympäröivien rakenteiden alumiiniosat ja Yakutskaya HEP:n katto. nousemaan 40-50 °C ilman lämpötilan yläpuolelle, jopa alhaisilla arvoilla.

Eristettyjen seinien ylikuumeneminen auringon säteilyn imeytymisestä on varauduttava jo arkkitehtisuunnitteluvaiheessa. Tämä vaikutus edellyttää paitsi seinien suojaamista liialliselta säteilyltä arkkitehtonisilla menetelmillä, myös asianmukaisia ​​rakennusten suunnitteluratkaisuja, eri tehoisten lämmitysjärjestelmien käyttöä eri suuntautuneille julkisivuille, saumojen asettamista hankkeeseen rakenteiden jännityksen lieventämiseksi ja liitosten tiiveyden rikkominen niiden lämpötilan muodonmuutosten vuoksi jne.

Taulukossa. Esimerkkinä 1.11 on annettu kesäkuussa absorboituneen auringon säteilyn kuukausisummat useille entisen Neuvostoliiton maantieteellisille kohteille annetuille albedoarvoille. Tämä taulukko osoittaa, että jos rakennuksen pohjoisseinän albedo on 30 % ja eteläisen seinän 50 %, niin Odessassa, Tbilisissä ja Taškentissa niitä lämmitetään sama tutkinto. Jos sisään pohjoiset alueet pienennä pohjoisen seinän albedo 10 prosenttiin, jolloin se vastaanottaa lämpöä lähes 1,5 kertaa enemmän kuin seinä, jonka albedo on 30%.

Taulukko 1.11

Rakennusseinien absorboima auringon säteily kuukausittaiset summat kesäkuussa klo erilaisia ​​arvoja albedo (kW h / m2)

Yllä olevat esimerkit, jotka perustuvat yhteisyrityksen "Construction Climatology" ja ilmastokäsikirjoihin sisältyviin tietoihin auringon kokonaissäteilystä (suorasta ja hajakunnasta), eivät ota huomioon maan pinnalta ja ympäröivistä esineistä heijastuvaa auringonsäteilyä (esim. olemassa olevat rakennukset) saapuvat eri rakennuksen seiniin. Se riippuu vähemmän niiden suunnasta, joten sitä ei anneta rakentamista koskevissa säädöksissä. Tämä heijastuva säteily voi kuitenkin olla melko voimakasta ja teholtaan verrattavissa suoraan tai hajasäteilyyn. Siksi arkkitehtonisessa suunnittelussa se on otettava huomioon laskettaessa kunkin yksittäisen tapauksen osalta.

Valitse rubriikki Kirjat Matematiikka Fysiikka Ohjaus ja kulunvalvonta Paloturvallisuus Hyödyllinen Laitetoimittajat Mittauslaitteet (KIP) Kosteusmittaus - toimittajat Venäjän federaatiossa. Paineen mittaus. Kustannusmittaus. Virtausmittareita. Lämpötilan mittaus Tason mittaus. Tasomittarit. Kaivaton tekniikka Viemärijärjestelmät. Pumppujen toimittajat Venäjän federaatiossa. Pumpun korjaus. Putkilinjan tarvikkeet. Läppäventtiilit (levyventtiilit). Tarkista venttiilit. Ohjausankkuri. Verkkosuodattimet, mudankerääjät, magnetomekaaniset suodattimet. Palloventtiilit. Putket ja putkistojen elementit. Tiivisteet kierteisiin, laippoihin jne. Sähkömoottorit, sähkökäytöt… Manuaaliset aakkoset, nimellisarvot, yksiköt, koodit… Aakkoset, sis. kreikka ja latina. Symbolit. Koodit. Alfa, beta, gamma, delta, epsilon… Sähköverkkojen nimet. Yksikkömuunnos Desibeli. Unelma. Tausta. Yksiköt mistä? Paineen ja tyhjiön mittayksiköt. Paine- ja tyhjiöyksiköiden muuntaminen. Pituusyksiköt. Pituusyksiköiden käännös (lineaarinen koko, etäisyydet). Tilavuusyksiköt. Tilavuusyksiköiden muuntaminen. Tiheysyksiköt. Tiheysyksiköiden muuntaminen. Alueyksiköt. Pinta-alayksiköiden muuntaminen. Kovuuden mittayksiköt. Kovuusyksiköiden muuntaminen. Lämpötilayksiköt. Lämpötilayksiköiden muunnos Kelvin / Celsius / Fahrenheit / Rankine / Delisle / Newton / Reamure-asteikoissa Kulmien mittayksiköt ("kulmamitat"). Yksikkömuunnos kulmanopeus ja kulmakiihtyvyyttä. Vakiovirheet mittaukset Kaasut ovat erilaisia ​​työväliaineina. Typpi N2 (kylmäaine R728) Ammoniakki (kylmäaine R717). Pakkasneste. Vety H^2 (kylmäaine R702) Vesihöyry. Ilma (ilmakehä) Maakaasu - maakaasu. Biokaasu on viemärikaasua. Nestekaasu. NGL. LNG. Propaani-butaani. Happi O2 (kylmäaine R732) Öljyt ja voiteluaineet Metaani CH4 (kylmäaine R50) Veden ominaisuudet. Hiilimonoksidi CO. hiilimonoksidi. Hiilidioksidi CO2. (kylmäaine R744). Kloori Cl2 Kloorivety HCl, eli kloorivetyhappo. Kylmäaineet (kylmäaineet). Kylmäaine (Kylmäaine) R11 - Fluoritrikloorimetaani (CFCI3) Kylmäaine (Kylmäaine) R12 - Difluoridikloorimetaani (CF2CCl2) Kylmäaine (Kylmäaine) R125 - Pentafluorietaani (CF2HCF3). Kylmäaine (kylmäaine) R134a - 1,1,1,2-tetrafluorietaani (CF3CFH2). Kylmäaine (Kylmäaine) R22 - Difluorikloorimetaani (CF2ClH) Kylmäaine (Kylmäaine) R32 - Difluorimetaani (CH2F2). Kylmäaine (Kylmäaine) R407C - R-32 (23 %) / R-125 (25 %) / R-134a (52 %) / Painoprosentti. muut Materiaalit - lämpöominaisuudet Hioma-aineet - karkeus, hienous, hiomalaitteet. Maaperä, maa, hiekka ja muut kivet. Maaperän ja kivien löystymisen, kutistumisen ja tiheyden indikaattorit. Kutistuminen ja löystyminen, kuormitukset. Kaltevuuskulmat. Reunusten korkeudet, kaatopaikat. Puu. Puutavaraa. Puutavaraa. Lokit. Polttopuut… Keramiikka. Liimat ja liimasaumat Jää ja lumi (vesijää) Metallit Alumiini ja alumiiniseokset Kupari, pronssi ja messinki Pronssi Messinki Kupari (ja kupariseosten luokitus) Nikkeli ja lejeeringit Seoslaatujen yhteensopivuus Teräkset ja lejeeringit Valssattujen metallituotteiden painojen viitetaulukot ja putket. +/-5 % Putken paino. metalli paino. Terästen mekaaniset ominaisuudet. Valurauta Mineraalit. Asbesti. Elintarvikkeet ja elintarvikeraaka-aineet. Ominaisuudet jne. Linkki projektin toiseen osaan. Kumit, muovit, elastomeerit, polymeerit. Yksityiskohtainen kuvaus Elastomereista PU, TPU, X-PU, H-PU, XH-PU, S-PU, XS-PU, T-PU, G-PU (CPU), NBR, H-NBR, FPM, EPDM, MVQ , TFE/P, POM, PA-6, TPFE-1, TPFE-2, TPFE-3, TPFE-4, TPFE-5 (PTFE-modifioitu), Materiaalien lujuus. Sopromat. Rakennusmateriaalit. Fysikaaliset, mekaaniset ja lämpöominaisuudet. Betoni. Konkreettinen ratkaisu. Ratkaisu. Rakennustarvikkeet. Teräs ja muut. Materiaalien soveltuvuustaulukot. Kemikaaliresistanssi. Lämpötilan soveltuvuus. Korroosionkestävyys. Tiivistysmateriaalit - saumatiivisteet. PTFE (fluoroplast-4) ja johdannaiset materiaalit. FUM nauha. Anaerobiset liimat Kuivumattomat (kovettumattomat) tiivisteet. Silikonitiivisteet (orgaaninen pii). Grafiitti, asbesti, paroniitit ja niistä johdetut materiaalit Paroniitti. Termisesti laajennettu grafiitti (TRG, TMG), koostumukset. Ominaisuudet. Sovellus. Tuotanto. Pellava saniteettitiivisteet kumielastomeerista Eristeet ja lämmöneristysmateriaalit. (linkki projektiosioon) Tekniset tekniikat ja käsitteet Räjähdyssuojaus. Ympäristönsuojelu. Korroosio. Ilmastomuutokset (Materiaalien yhteensopivuustaulukot) Paine-, lämpötila- ja tiiviysluokat Painehäviö (häviö). — Tekninen konsepti. Palontorjunta. Tulipalot. Automaattisen ohjauksen teoria (sääntely). TAU:n matematiikan käsikirja Aritmetiikka, geometriset progressiot ja joidenkin numeeristen sarjojen summat. Geometriset hahmot. Ominaisuudet, kaavat: kehät, pinta-alat, tilavuudet, pituudet. Kolmiot, suorakulmiot jne. Asteita radiaaneihin. litteitä hahmoja. Ominaisuudet, sivut, kulmat, merkit, kehät, yhtäläisyydet, yhtäläisyydet, sointeet, sektorit, alueet jne. Epäsäännöllisten kuvioiden alueet, epäsäännöllisten kappaleiden tilavuudet. keskiarvo signaali. Kaavat ja menetelmät pinta-alan laskentaan. Kaaviot. Graafisten rakentaminen. Kaavioiden lukeminen. Integraali- ja differentiaalilaskenta. Taulukkojohdannaiset ja integraalit. Johdannaistaulukko. Integraalien taulukko. Taulukko primitiivistä. Etsi johdannainen. Etsi integraali. Diffury. Monimutkaiset luvut. kuvitteellinen yksikkö. Lineaarialgebra. (Vektorit, matriisit) Matematiikka pienimmille. Päiväkoti - 7. luokka. Matemaattinen logiikka. Yhtälöiden ratkaisu. Neliö- ja bikvadraattiset yhtälöt. Kaavat. menetelmät. Päätös differentiaaliyhtälöt Esimerkkejä ratkaisuista tavallisiin differentiaaliyhtälöihin, jotka ovat korkeampia kuin ensimmäinen. Esimerkkejä ratkaisuista yksinkertaisimpiin = analyyttisesti ratkaistaviin ensimmäisen kertaluvun tavallisiin differentiaaliyhtälöihin. Koordinaattijärjestelmät. Suorakaiteen muotoinen karteesinen, napainen, sylinterimäinen ja pallomainen. Kaksiulotteinen ja kolmiulotteinen. Numerojärjestelmät. Numerot ja numerot (todelliset, kompleksiset, ....). Numerojärjestelmien taulukot. Power-sarja Taylor, Maclaurin (=McLaren) ja jaksollinen Fourier-sarja. Funktioiden hajottaminen sarjoiksi. Logaritmitaulukot ja peruskaavat Numeeristen arvojen taulukot Bradysin taulukot. Todennäköisyysteoria ja tilastot Trigonometriset funktiot, kaavat ja kuvaajat. sin, cos, tg, ctg….Trigonometristen funktioiden arvot. Kaavat trigonometristen funktioiden pienentämiseen. Trigonometriset identiteetit. Numeeriset menetelmät Laitteet - standardit, mitat Kodinkoneet, kodin laitteet. Viemäri- ja viemärijärjestelmät. Kapasiteetit, säiliöt, säiliöt, säiliöt. Instrumentointi ja ohjaus Instrumentointi ja automaatio. Lämpötilan mittaus. Kuljettimet, hihnakuljettimet. Säiliöt (linkki) Laboratoriolaitteet. Pumput ja pumppuasemat Nesteiden ja massojen pumput. Tekninen ammattikieltä. Sanakirja. Seulonta. Suodatus. Hiukkasten erottelu ritilöiden ja seulojen läpi. Likimääräinen lujuus köysien, kaapelien, nauhojen, eri muovien köysien. Kumituotteet. Liitokset ja liitokset. Halkaisijat ehdolliset, nimelliset, Du, DN, NPS ja NB. Metrinen ja tuuman halkaisijat. SDR. Avaimet ja kiilaurat. Viestintästandardit. Signaalit automaatiojärjestelmissä (I&C) Instrumenttien, antureiden, virtausmittareiden ja automaatiolaitteiden analogiset tulo- ja lähtösignaalit. liitännät. Viestintäprotokollat ​​(viestintä) Puhelimet. Putkilinjan tarvikkeet. Nosturit, venttiilit, luistiventtiilit…. Rakennusten pituudet. Laipat ja kierteet. Standardit. Liitäntämitat. langat. Nimet, mitat, käyttö, tyypit... (viitelinkki) Liitännät ("hygieeniset", "aseptiset") elintarvike-, meijeri- ja lääketeollisuuden putkistot. Putket, putket. Putkien halkaisijat ja muut ominaisuudet. Putkilinjan halkaisijan valinta. Virtausnopeudet. Kulut. Vahvuus. Valintataulukot, Painehäviö. Kupariputket. Putkien halkaisijat ja muut ominaisuudet. Polyvinyylikloridiputket (PVC). Putkien halkaisijat ja muut ominaisuudet. Putket ovat polyeteeniä. Putkien halkaisijat ja muut ominaisuudet. Putket polyeteenistä PND. Putkien halkaisijat ja muut ominaisuudet. Teräsputket (mukaan lukien ruostumaton teräs). Putkien halkaisijat ja muut ominaisuudet. Putki on terästä. Putki on ruostumatonta. Ruostumattomasta teräksestä valmistetut putket. Putkien halkaisijat ja muut ominaisuudet. Putki on ruostumatonta. Hiiliteräsputket. Putkien halkaisijat ja muut ominaisuudet. Putki on terästä. Asennus. Laipat GOST, DIN (EN 1092-1) ja ANSI (ASME) mukaan. Laippaliitäntä. Laippaliitännät. Laippaliitäntä. Putkilinjojen elementit. sähkölamput Sähköliittimet ja -johdot (kaapelit) Sähkömoottorit. Sähkömoottorit. Sähköiset kytkinlaitteet. (Linkki osioon) Insinöörien henkilökohtaisen elämän standardit Maantiede insinööreille. Etäisyydet, reitit, kartat….. Insinöörejä arjessa. Perhe, lapset, vapaa-aika, vaatteet ja asuminen. Insinöörien lapset. Insinöörit toimistoissa. Insinöörejä ja muita ihmisiä. Insinöörien sosiaalistaminen. Uteliaisuudet. Lepäävät insinöörit. Tämä järkytti meitä. Insinöörit ja ruoka. Reseptit, apuohjelma. Temppuja ravintoloihin. Kansainvälinen kauppa insinööreille. Opimme ajattelemaan uteliaasti. Kuljetus ja matkustaminen. Yksityisautot, polkupyörät... Ihmisen fysiikka ja kemia. Taloustiede insinööreille. Bormotologiya rahoittajat - ihmisten kieli. Teknologiset käsitteet ja piirustukset Paperikirjoitus, piirustus, toimisto- ja kirjekuoret. Valokuvien vakiokoot. Tuuletus ja ilmastointi. Vesihuolto ja viemäröinti Kuuma vesi (DHW). Juomavesihuolto Jätevesi. Kylmävesihuolto Galvaaninen teollisuus Jäähdytys Höyrylinjat / -järjestelmät. Lauhdeputket / järjestelmät. Höyrylinjat. Lauhdeputket. Elintarviketeollisuus Maakaasun syöttö Hitsausmetallit Symbolit ja laitteiden merkinnät piirustuksissa ja kaavioissa. Symboliset graafiset esitykset lämmitys-, ilmanvaihto-, ilmastointi- ja lämpö- ja kylmähuoltoprojekteissa ANSI / ASHRAE standardin 134-2005 mukaisesti. Laitteiden ja materiaalien sterilointi Lämmönjakelu Elektroniikkateollisuus Virtalähde fyysinen hakemisto Aakkoset. Hyväksytyt nimitykset. Fysikaaliset perusvakiot. Kosteus on absoluuttista, suhteellista ja ominaista. Ilman kosteus. Psykrometriset taulukot. Ramzinin kaaviot. Aikaviskositeetti, Reynoldsin luku (Re). Viskositeettiyksiköt. Kaasut. Kaasujen ominaisuudet. Yksittäiset kaasuvakiot. Paine ja tyhjiö Tyhjiö Pituus, etäisyys, lineaarinen ulottuvuus Ääni. Ultraääni. Äänen absorptiokertoimet (linkki toiseen osioon) Ilmasto. ilmastotiedot. luonnollinen data. SNiP 23-01-99. Rakennusklimatologia. (Ilmastotietojen tilastot) SNIP 23-01-99 Taulukko 3 - Keskimääräinen kuukausi- ja vuosilämpötila, ° С. Entinen Neuvostoliitto. SNIP 23-01-99 Taulukko 1. Vuoden kylmän ajanjakson ilmastoparametrit. RF. SNIP 23-01-99 Taulukko 2. Lämpimän vuodenajan ilmastoparametrit. Entinen Neuvostoliitto. SNIP 23-01-99 Taulukko 2. Lämpimän vuodenajan ilmastoparametrit. RF. SNIP 23-01-99 Taulukko 3. Keskimääräinen kuukausi- ja vuosilämpötila, °С. RF. SNiP 23-01-99. Taulukko 5a* - Vesihöyryn keskimääräinen kuukausi- ja vuosiosapaine, hPa = 10^2 Pa. RF. SNiP 23-01-99. Taulukko 1. Kylmän vuodenajan ilmastoparametrit. Entinen Neuvostoliitto. Tiheys. Paino. Tietty painovoima. Bulkkitiheys. Pintajännitys. Liukoisuus. Kaasujen ja kiinteiden aineiden liukoisuus. Valoa ja väriä. Heijastus-, absorptio- ja taitekertoimet Väriaakkoset:) - Värien (värien) nimitykset (koodaukset). Kryogeenisten materiaalien ja väliaineiden ominaisuudet. Taulukot. Erilaisten materiaalien kitkakertoimet. Lämpömäärät mukaan lukien kiehuminen, sulaminen, liekki jne…… lisäinformaatio katso: Adiabatin kertoimet (indikaattorit). Konvektio ja täydellinen lämmönvaihto. Lineaarisen lämpölaajenemisen kertoimet, lämpötilavuuslaajeneminen. Lämpötilat, kiehuminen, sulaminen, muut… Lämpötilayksiköiden muuntaminen. Syttyvyys. pehmenemislämpötila. Kiehumispisteet Sulamispisteet Lämmönjohtavuus. Lämmönjohtavuuskertoimet. Termodynamiikka. Ominaislämpö höyrystyminen (kondensaatio). Höyrystymisen entalpia. Ominaispalolämpö ( lämpöarvo). Hapen tarve. Sähköiset ja magneettiset suureet Dipoli hetket sähkö. Dielektrisyysvakio. Sähkövakio. Sähkömagneettiset aallonpituudet (toisen osion hakemisto) Intensiteetit magneettikenttä Sähkön ja magnetismin käsitteitä ja kaavoja. Sähköstaattinen. Pietsosähköiset moduulit. Materiaalien sähkölujuus Sähkö Sähkövastus ja johtavuus. Elektroniset potentiaalit Kemiallinen hakuteos "Kemiallinen aakkoset (sanakirja)" - nimet, lyhenteet, etuliitteet, aineiden ja yhdisteiden nimitykset. Vesiliuokset ja seokset metallin käsittelyyn. Vesiliuokset metallipinnoitteiden levittämiseen ja poistamiseen Vesiliuokset hiilikerrostumien puhdistamiseen (tervakerrostumat, moottorin kerrostumat) sisäinen palaminen…) Vesipitoiset liuokset passivointiin. Vesiliuokset syövytykseen - oksidien poistamiseen pinnalta Vesiliuokset fosfatointiin Vesiliuokset ja seokset metallien kemialliseen hapetukseen ja värjäämiseen. Vesiliuokset ja seokset kemialliseen kiillotukseen Rasvanpoisto vesiliuokset ja orgaaniset liuottimet pH. pH-taulukot. Palamista ja räjähdyksiä. Hapetus ja pelkistys. Kemiallisten aineiden luokat, luokat, vaarallisuusmerkinnät (myrkyllisyys) DI Mendelejevin kemiallisten alkuaineiden jaksollinen järjestelmä. Jaksollinen järjestelmä. Orgaanisten liuottimien tiheys (g/cm3) lämpötilasta riippuen. 0-100 °С. Ratkaisujen ominaisuudet. Dissosiaatiovakiot, happamuus, emäksisyys. Liukoisuus. Seokset. Aineiden lämpövakiot. Entalpia. haje. Gibbs energy… (linkki hankkeen kemialliseen viitekirjaan) Sähkötekniikka Säätimet Keskeytymättömät virransyöttöjärjestelmät. Lähetys- ja ohjausjärjestelmät Strukturoidut kaapelointijärjestelmät Tietokeskukset

Tärkein lähde, josta maan pinta ja ilmakehä saavat lämpöenergiaa, on aurinko. Se lähettää valtavan määrän säteilyenergiaa maailmanavaruuteen: lämpöä, valoa, ultraviolettia. auringon säteilemä elektromagneettiset aallot etenee 300 000 km/s nopeudella.

Maan pinnan lämpeneminen riippuu auringonsäteiden tulokulmasta. Kaikki auringonsäteet osuvat maan pintaan yhdensuuntaisesti toistensa kanssa, mutta koska maapallolla on pallomainen muoto, auringonsäteet putoavat sen pinnan eri osiin eri kulmissa. Kun aurinko on zeniitissään, sen säteet putoavat pystysuoraan ja maapallo lämpenee enemmän.

Auringon lähettämän säteilyenergian kokonaisuutta kutsutaan auringonsäteily, se ilmaistaan ​​yleensä kaloreina pinta-alaa kohti vuodessa.

Auringon säteily määrää maapallon ilman troposfäärin lämpötilan.

On huomattava, että auringon säteilyn kokonaismäärä on yli kaksi miljardia kertaa Maan vastaanottaman energian määrä.

Maan pinnalle tuleva säteily koostuu suorasta ja hajasäteilystä.

Säteilyä, joka tulee Maahan suoraan Auringosta suoran auringonvalon muodossa pilvettömällä taivaalla, kutsutaan suoraan. Hän kantaa suurin määrä lämpöä ja valoa. Jos planeetallamme ei olisi ilmakehää, maan pinta vastaanottaisi vain suoraa säteilyä.

Ilmakehän läpi kulkeutuessaan noin neljännes auringon säteilystä kuitenkin hajoaa kaasumolekyylejä ja epäpuhtauksia, poikkeaa suoralta reitiltä. Jotkut niistä saavuttavat maan pinnan muodostaen hajallaan olevaa auringon säteilyä. Sironneen säteilyn ansiosta valo tunkeutuu myös paikkoihin, joihin suora auringonvalo (suora säteily) ei tunkeudu. Tämä säteily luo päivänvaloa ja antaa väriä taivaalle.

Auringon kokonaissäteily

Kaikki auringon säteet, jotka osuvat maahan, ovat auringon kokonaissäteily eli suoran ja hajasäteilyn kokonaisuus (kuva 1).

Riisi. 1. Auringon kokonaissäteily vuodessa

Auringon säteilyn jakautuminen maan pinnalle

Auringon säteily jakautuu epätasaisesti maan päälle. Se riippuu:

1. ilman tiheydestä ja kosteudesta - mitä korkeammat ne ovat, sitä vähemmän säteilyä maan pinta vastaanottaa;

2. alkaen maantieteellinen leveysaste maasto - säteilyn määrä kasvaa napoilta päiväntasaajalle. Suoran auringonsäteilyn määrä riippuu auringonsäteiden ilmakehän läpi kulkevan reitin pituudesta. Kun aurinko on zeniitissään (säteiden tulokulma on 90°), sen säteet putoavat maan päälle lyhin reitti ja antavat intensiivisesti energiansa pienelle alueelle. Maapallolla tämä tapahtuu vyöhykkeellä 23° pohjoista leveyttä. sh. ja 23°S sh. eli tropiikkojen välissä. Kun siirryt tältä vyöhykkeeltä etelään tai pohjoiseen, auringonsäteiden polun pituus kasvaa, eli niiden tulokulma maan pinnalle pienenee. Säteet alkavat pudota Maahan pienemmässä kulmassa, ikään kuin liukuen, lähestyen tangenttiviivaa napojen alueella. Tämän seurauksena sama energiavirta jakautuu suuremmalle alueelle, jolloin heijastuneen energian määrä kasvaa. Siten päiväntasaajan alueella, jossa auringonsäteet putoavat maan pinnalle 90° kulmassa, maan pinnan vastaanottaman suoran auringonsäteilyn määrä on suurempi, ja kun liikut kohti napoja, tämä määrä on vähentynyt jyrkästi. Lisäksi vuorokauden pituus eri vuodenaikoina riippuu myös alueen leveysasteesta, mikä määrää myös maan pinnalle tulevan auringon säteilyn määrän;

3. Maan vuotuisesta ja päivittäisestä liikkeestä - keski- ja korkeilla leveysasteilla auringon säteilyn sisäänvirtaus vaihtelee suuresti vuodenaikojen mukaan, mikä liittyy auringon keskipäivän korkeuden ja vuorokauden pituuden muutokseen ;

4. maan pinnan luonteesta - mitä kirkkaampi pinta, sitä enemmän auringonvaloa se heijastaa. Pinnan kykyä heijastaa säteilyä kutsutaan albedo(lat. valkoisuudesta). Lumi heijastaa säteilyä erityisen voimakkaasti (90 %), hiekka on heikompaa (35 %), chernozem on vielä heikompaa (4 %).

Maan pinta, joka absorboi auringon säteilyä (absorboitunut säteily), lämpenee ja säteilee lämpöä ilmakehään (heijastunut säteily). Ilmakehän alemmat kerrokset hidastavat suurelta osin maanpäällistä säteilyä. Maan pinnan absorboima säteily kuluu maaperän, ilman ja veden lämmittämiseen.

Se osa kokonaissäteilystä, joka jää jäljelle heijastuksen ja lämpösäteilyä maan pintaa kutsutaan säteilytasapaino. Maan pinnan säteilytase vaihtelee päivisin ja vuodenaikoina, mutta vuoden keskiarvolla on positiivinen arvo kaikkialla, lukuun ottamatta Grönlannin ja Etelämantereen jäisiä aavikoita. Säteilytasapaino saavuttaa maksimiarvonsa matalilla leveysasteilla (20°N ja 20°S välillä) - yli 42*10 2 J/m 2, noin 60° leveysasteella molemmilla pallonpuoliskoilla se laskee arvoon 8*10 2 - 13*102 J/m2.

Auringon säteet luovuttavat jopa 20 % energiastaan ​​ilmakehään, joka jakautuu koko ilmanpaksuudelle, ja siksi niiden aiheuttama ilman lämpeneminen on suhteellisen pientä. Aurinko lämmittää maan pintaa, mikä siirtää lämpöä ilmakehän ilmaan konvektio(alkaen lat. konvektio- toimitus), eli maan pinnalla kuumennetun ilman pystysuuntaista liikettä, jonka tilalle laskeutuu kylmempää ilmaa. Näin ilmakehä saa suurimman osan lämmöstään - keskimäärin kolme kertaa enemmän kuin suoraan auringosta.

Hiilidioksidin ja vesihöyryn läsnäolo ei salli maan pinnalta heijastuneen lämmön pääsyä vapaasti tilaa. He luovat kasvihuoneilmiö, jonka vuoksi lämpötilan lasku maan päällä päivän aikana ei ylitä 15 ° C. Ilman hiilidioksidia maapallon pinta jäähtyisi yön aikana 40-50 °C.

Ihmisen taloudellisen toiminnan laajuuden kasvun seurauksena - hiilen ja öljyn polttaminen lämpövoimalaitoksilla, päästöt teollisuusyritykset, autojen päästöjen kasvu - ilmakehän hiilidioksidipitoisuus kasvaa, mikä johtaa kasvihuoneilmiön lisääntymiseen ja uhkaa globaalia ilmastonmuutosta.

Auringon säteet, jotka ovat kulkeneet ilmakehän läpi, putoavat maan pinnalle ja lämmittävät sitä, ja se puolestaan ​​luovuttaa lämpöä ilmakehään. Tämä selittää troposfäärin ominaispiirteen: ilman lämpötilan laskun korkeuden myötä. Mutta on aikoja, jolloin ilmakehän ylemmät kerrokset ovat lämpimämpiä kuin alemmat. Tällaista ilmiötä kutsutaan lämpötilan inversio(lat. inversio - kääntäminen).

Maa saa Auringosta 1,36 * 10v24 cal lämpöä vuodessa. Tähän energiamäärään verrattuna jäljellä oleva Maan pinnan saavuttavan säteilyenergian määrä on mitätön. Siten tähtien säteilyenergia on sadasmiljoonasosa aurinkoenergiasta, kosminen säteily- kaksi miljardisosaa, maan sisäinen lämpö sen pinnalla on yhtä viisi tuhannesosaa auringon lämmöstä.
Auringon säteily - auringonsäteily- on pääasiallinen energialähde lähes kaikissa ilmakehässä, hydrosfäärissä ja litosfäärin ylemmissä kerroksissa tapahtuvissa prosesseissa.
Auringon säteilyn intensiteetin mittayksikkö on niiden lämmön kalorimäärä, jonka 1 cm2 absorboi auringonsäteiden suuntaan nähden kohtisuorassa olevaa absoluuttisen mustaa pintaa 1 minuutissa (cal/cm2*min).

Auringosta tuleva säteilyenergian virtaus, joka saavuttaa maan ilmakehän, on hyvin jatkuvaa. Sen intensiteettiä kutsutaan aurinkovakioksi (Io) ja sen oletetaan olevan keskimäärin 1,88 kcal/cm2 min.
Aurinkovakion arvo vaihtelee riippuen Maan etäisyydestä Auringosta ja auringon aktiivisuudesta. Sen vaihtelu vuoden aikana on 3,4-3,5 %.
Jos auringonsäteet putosivat kaikkialla pystysuunnassa maan pinnalle, niin ilmakehän puuttuessa ja aurinkovakiolla 1,88 cal/cm2*min kukin neliösenttimetriä se saisi 1000 kcal vuodessa. Koska maapallo on pallomainen, tämä määrä pienenee 4 kertaa ja 1 neliömetriä. cm saa keskimäärin 250 kcal vuodessa.
Pintaan vastaanottaman auringon säteilyn määrä riippuu säteiden tulokulmasta.
Suurimman säteilymäärän vastaanottaa pinta, joka on kohtisuorassa auringonsäteiden suuntaan, koska tässä tapauksessa kaikki energia jakautuu alueelle, jonka poikkileikkaus on yhtä suuri kuin säteen säteen poikkileikkaus - a. Kun samat säteet tulevat vinosti, energia jakautuu suurelle alueelle (osio c) ja yksikköpinta vastaanottaa sitä pienemmän määrän. Mitä pienempi säteiden tulokulma on, sitä pienempi on auringon säteilyn intensiteetti.
Auringon säteilyn intensiteetin riippuvuus säteiden tulokulmasta ilmaistaan ​​kaavalla:

I1 = I0 * sinh,

jossa I0 on auringon säteilyn intensiteetti pelkällä säteiden ilmaantuvuusalueella. Ilmakehän ulkopuolella aurinkovakio;
I1 - auringon säteilyn intensiteetti, kun auringonsäteet putoavat kulmassa h.
I1 on yhtä monta kertaa pienempi kuin I0, kuinka monta kertaa leikkaus a on pienempi kuin osa b.
Kuva 27 osoittaa, että a / b \u003d sin A.
Auringon säteiden tulokulma (Auringon korkeus) on 90 ° vain leveysasteilla 23 ° 27 "N - 23 ° 27" S. (eli tropiikin välissä). Muilla leveysasteilla se on aina alle 90° (taulukko 8). Säteiden tulokulman pienenemisen mukaan myös eri leveysasteilla pinnalle tulevan auringon säteilyn intensiteetin pitäisi pienentyä. Koska Auringon korkeus ei pysy vakiona ympäri vuoden ja päivän aikana, pinnan vastaanottaman auringon lämmön määrä vaihtelee jatkuvasti.

Pintaan vastaanottaman auringon säteilyn määrä riippuu suoraan auringonvalolle altistumisen kestosta.

Päiväntasaajan vyöhykkeellä ilmakehän ulkopuolella auringon lämmön määrä ei vuoden aikana koe suuria vaihteluita, kun taas korkeilla leveysasteilla nämä vaihtelut ovat erittäin suuria (katso taulukko 9). Talvella erot auringon lämmön saapumisessa korkeiden ja matalien leveysasteiden välillä ovat erityisen merkittäviä. Kesällä jatkuvan valaistuksen olosuhteissa napa-alueet saavat suurimman määrän aurinkolämpöä vuorokaudessa maan päällä. Kesäpäivänseisauksen päivänä pohjoisella pallonpuoliskolla se on 36 % suurempi kuin päiväntasaajan vuorokausilämpö. Mutta koska päivän kesto päiväntasaajalla ei ole 24 tuntia (kuten tällä hetkellä navalla), vaan 12 tuntia, auringon säteilyn määrä aikayksikköä kohti päiväntasaajalla on edelleen suurin. Auringonlämmön päivittäisen summan kesämaksimi, joka havaitaan noin 40-50° leveysasteella, liittyy suhteellisen pitkään päivään (suurempi kuin tällä hetkellä 10-20° leveysasteella) merkittävällä Auringon korkeudella. Erot päiväntasaaja- ja napa-alueiden vastaanottaman lämmön määrässä ovat kesällä pienempiä kuin talvella.
Eteläinen pallonpuolisko saa enemmän lämpöä kesällä kuin pohjoinen ja päinvastoin talvella (sitä vaikuttaa Maan etäisyyden muutos Auringosta). Ja jos molempien pallonpuoliskojen pinta olisi täysin homogeeninen, vuotuiset lämpötilanvaihteluiden amplitudit eteläisellä pallonpuoliskolla olisivat suuremmat kuin pohjoisella.
Auringon säteily ilmakehässä käy läpi määrälliset ja laadulliset muutokset.
Jopa ihanteellinen, kuiva ja puhdas ilmapiiri absorboi ja hajottaa säteet vähentäen auringonsäteilyn voimakkuutta. Vesihöyryä ja kiinteitä epäpuhtauksia sisältävän todellisen ilmakehän heikentävä vaikutus auringon säteilyyn on paljon suurempi kuin ihanteellinen. Ilmakehä (happi, otsoni, hiilidioksidi, pöly ja vesihöyry) absorboi pääasiassa ultravioletti- ja infrapunasäteitä. Ilmakehän absorboima Auringon säteilyenergia muuttuu muun tyyppiseksi energiaksi: lämpöenergiaksi, kemialliseksi jne. Yleensä absorptio heikentää auringon säteilyä 17-25 %.
Ilmakehän kaasujen molekyylit sirottavat säteitä suhteellisen lyhyillä aalloilla - violetti, sininen. Tämä selittää taivaan sinisen värin. Epäpuhtaudet hajottavat säteitä yhtä lailla aaltojen kanssa eri pituuksia. Siksi niiden merkittävällä sisällöllä taivas saa valkean sävyn.
Ilmakehän auringonsäteiden sironnan ja heijastuksen vuoksi pilvisinä päivinä havaitaan päivänvaloa, varjossa olevat esineet näkyvät ja hämärän ilmiö esiintyy.
Mitä pidempi säteen polku ilmakehässä on, sitä paksumman sen on läpäistävä ja sitä enemmän auringon säteily vaimenee. Siksi ilmakehän vaikutus säteilyyn vähenee nousun myötä. Auringonvalon polun pituus ilmakehässä riippuu Auringon korkeudesta. Jos otetaan yksiköksi auringon säteen polun pituus ilmakehässä Auringon korkeudella 90 ° (m), Auringon korkeuden ja säteen matkan pituuden välinen suhde ilmakehässä tulee olemaan taulukon mukainen. kymmenen.

Säteilyn kokonaisvaimennus ilmakehässä missä tahansa Auringon korkeudessa voidaan ilmaista Bouguerin kaavalla: Im= I0*pm, missä Im on auringon säteilyn intensiteetti lähellä maan pintaa muuttuneena ilmakehässä; I0 - aurinkovakio; m on säteen polku ilmakehässä; auringon korkeudella 90 ° se on yhtä suuri kuin 1 (ilmakehän massa), p on läpinäkyvyyskerroin (murtoluku, joka osoittaa, mikä osa säteilystä saavuttaa pinnan, kun m = 1).
Auringon korkeudella 90°, kun m=1, auringon säteilyn intensiteetti lähellä maan pintaa I1 on p kertaa pienempi kuin Io, eli I1=Io*p.
Jos Auringon korkeus on alle 90°, niin m on aina suurempi kuin 1. Auringon säteen polku voi koostua useista segmenteistä, joista jokainen on yhtä suuri kuin 1. Auringon säteilyn intensiteetti rajalla ensimmäinen (aa1) ja toinen (a1a2) segmentti I1 on ilmeisesti yhtä suuri kuin Io *p, säteilyintensiteetti toisen segmentin ohituksen jälkeen I2=I1*p=I0 p*p=I0 p2; I3=I0p3 jne.

Ilmakehän läpinäkyvyys ei ole vakio eikä se ole sama erilaisia ​​ehtoja. Todellisen ilmakehän läpinäkyvyyden suhde ihanteellisen ilmakehän läpinäkyvyyteen - sameustekijä - on aina suurempi kuin yksi. Se riippuu vesihöyryn ja pölyn pitoisuudesta ilmassa. Maantieteellisen leveysasteen kasvaessa sameuskerroin laskee: leveysasteilla 0 - 20 ° N. sh. se on keskimäärin 4,6 leveysasteilla 40 - 50 ° N. sh. - 3,5, leveysasteilla 50 - 60 ° N. sh. - 2,8 ja leveysasteilla 60 - 80 ° N. sh. - 2.0. Lauhkeilla leveysasteilla sameuskerroin on pienempi talvella kuin kesällä ja pienempi aamulla kuin iltapäivällä. Se pienenee korkeuden myötä. Mitä suurempi sameuskerroin, sitä enemmän auringon säteily vaimenee.
Erottaa suora, haja- ja koko auringon säteily.
Osa ilmakehän kautta maan pinnalle tunkeutuvasta auringon säteilystä on suoraa säteilyä. Osa ilmakehän hajottamasta säteilystä muuttuu hajasäteilyksi. Kaikkea maan pinnalle tulevaa auringon säteilyä, suoraa ja diffuusia, kutsutaan kokonaissäteilyksi.
Suoran ja sironneen säteilyn suhde vaihtelee huomattavasti pilvisyyden, ilmakehän pölypitoisuuden ja myös Auringon korkeuden mukaan. Kirkkaalla taivaalla sironneen säteilyn osuus ei ylitä 0,1 %, pilvisellä taivaalla hajasäteily voi olla suoraa säteilyä suurempi.
Auringon matalalla korkeudella kokonaissäteily koostuu lähes kokonaan hajasäteilystä. Auringon korkeudessa 50° ja kirkkaalla taivaalla sironneen säteilyn osuus ei ylitä 10-20 %.
Kokonaissäteilyn keskimääräisten vuosi- ja kuukausiarvojen kartat antavat meille mahdollisuuden havaita tärkeimmät kuviot sen maantieteellisessä jakautumisessa. Kokonaissäteilyn vuosiarvot jakautuvat pääasiassa vyöhykekohtaisesti. Suurin vuotuinen kokonaissäteilymäärä maapallolla vastaanotetaan pintaan trooppisissa sisämaan aavikoissa (Itä-Sahara ja Arabian keskiosa). Kokonaissäteilyn huomattava väheneminen päiväntasaajalla johtuu korkeasta ilmankosteudesta ja pilvisyydestä. Arktisella alueella kokonaissäteily on 60-70 kcal/cm2 vuodessa; Etelämantereella kirkkaiden päivien toistumisen ja ilmakehän suuremman läpinäkyvyyden vuoksi se on jonkin verran suurempi.

Kesäkuussa pohjoinen pallonpuolisko saa eniten säteilyä ja erityisesti sisämaan trooppiset ja subtrooppiset alueet. Pintaan vastaanottaman auringon säteilyn määrät pohjoisen pallonpuoliskon lauhkealla ja napaisella leveysasteella vaihtelevat vähän, mikä johtuu pääasiassa vuorokauden pituudesta napa-alueilla. Yllä olevan kokonaissäteilyn jakauman vyöhyke. mantereilla pohjoisella pallonpuoliskolla ja eteläisen pallonpuoliskon trooppisilla leveysasteilla ei juuri ole ilmaistu. Se ilmenee paremmin pohjoisella pallonpuoliskolla valtameren yläpuolella ja ilmaistaan ​​selvästi eteläisen pallonpuoliskon ekstratrooppisilla leveysasteilla. Etelä napapiiri Auringon kokonaissäteilyn arvo lähestyy nollaa.
Joulukuussa eniten säteilyä pääsee eteläiselle pallonpuoliskolle. Etelämantereen korkealla oleva jääpinta, jonka ilman läpinäkyvyys on korkea, saa kesäkuussa huomattavasti enemmän kokonaissäteilyä kuin arktisen alueen pinta. Aavikoissa on paljon lämpöä (Kalahari, Great Australian), mutta eteläisen pallonpuoliskon suuremman valtamerisyyden vuoksi (korkean ilmankosteuden ja pilvisyyden vaikutus) sen määrät ovat täällä hieman pienemmät kuin kesäkuussa samoilla leveysasteilla. pohjoisella pallonpuoliskolla. Pohjoisen pallonpuoliskon ekvatoriaalisilla ja trooppisilla leveysasteilla kokonaissäteily vaihtelee suhteellisen vähän, ja sen vyöhyke jakautuu selvästi vain pohjoisen tropiikin pohjoispuolelle. Leveysasteen kasvaessa kokonaissäteily vähenee melko nopeasti, ja sen nollaviiva kulkee hieman napapiirin pohjoispuolella.
Auringon kokonaissäteily, joka putoaa maan pinnalle, heijastuu osittain takaisin ilmakehään. Pinnasta heijastuneen säteilyn määrän suhdetta pinnalle tulevan säteilyn määrää kutsutaan nimellä albedo. Albedo kuvaa pinnan heijastavuutta.
Maan pinnan albedo riippuu sen kunnosta ja ominaisuuksista: väristä, kosteudesta, karheudesta jne. Juuri sateella lumella on korkein heijastavuus (85-95%). rauhoittaa veden pintaan kun auringonsäteet putoavat siihen pystysuunnassa, se heijastaa vain 2-5%, ja kun aurinko on matalalla, melkein kaikki siihen putoavat säteet (90%). Kuivan chernozemin albedo - 14%, märkä - 8, metsä - 10-20, niittykasvillisuus - 18-30, hiekkaiset aavikon pinnat - 29-35, pinnat merijäätä - 30-40%.
Syynä on jääpinnan suuri albedo, erityisesti tuoreen lumen peittämä (jopa 95 %) matalat lämpötilat napa-alueilla kesällä, jolloin auringon säteilyn saapuminen sinne on merkittävää.
Maan pinnan ja ilmakehän säteily. Mikä tahansa kappale, jonka lämpötila on absoluuttisen nollan yläpuolella (yli miinus 273°), säteilee säteilyenergiaa. Mustan kappaleen kokonaisemissiokyky on verrannollinen sen absoluuttisen lämpötilan (T) neljänteen potenssiin:
E \u003d σ * T4 kcal / cm2 minuutissa (Stefan-Boltzmannin laki), jossa σ on vakiokerroin.
Mitä korkeampi säteilevän kappaleen lämpötila on, sitä lyhyempi on emittoivien nm-säteiden aallonpituus. Hehkuva aurinko lähettää avaruuteen lyhytaaltosäteilyä. Maan pinta, joka absorboi lyhytaaltoista auringonsäteilyä, lämpenee ja muuttuu myös säteilyn lähteeksi (maasäteily). Ho, koska maan pinnan lämpötila ei ylitä useita kymmeniä asteita, sen pitkäaaltoinen säteily, näkymätön.
Maan säteily jää suurelta osin ilmakehään (vesihöyry, hiilidioksidi, otsoni), mutta säteet, joiden aallonpituus on 9-12 mikronia, kulkevat vapaasti ilmakehän ulkopuolelle, ja siksi maa menettää osan lämmöstään.
Ilmakehä, joka absorboi osan sen läpi kulkevasta auringon säteilystä ja yli puolet maan säteilystä, säteilee itse energiaa sekä maailmanavaruuteen että maan pinnalle. Maan pintaa kohti maan pintaa kohti suuntautuvaa ilmakehän säteilyä kutsutaan vastakkaista säteilyä. Tämä säteily, kuten maanpäällinen, pitkäaaltoinen, näkymätön.
Ilmakehässä kohtaa kaksi pitkäaaltosäteilyvirtaa - Maan pinnan säteily ja ilmakehän säteily. Niiden välistä eroa, joka määrittää maan pinnan todellisen lämpöhäviön, kutsutaan tehokasta säteilyä. Tehokas säteily on sitä suurempi, mitä korkeampi on säteilevän pinnan lämpötila. Ilman kosteus vähentää tehollista säteilyä, sen pilvet vähentävät sitä suuresti.
Tehokkaan säteilyn vuotuisten summien suurin arvo havaitaan trooppisissa aavikoissa - 80 kcal / cm2 vuodessa - korkean pintalämpötilan, kuivan ilman ja kirkkaalta taivaalta johtuen. Päiväntasaajalla, jossa ilmankosteus on korkea, tehollinen säteily on vain noin 30 kcal/cm2 vuodessa, ja sen arvo maalle ja valtamerelle vaihtelee hyvin vähän. Napa-alueiden pienin tehokas säteily. Lauhkeilla leveysasteilla maan pinta menettää noin puolet lämpömäärästä, jonka se vastaanottaa kokonaissäteilyn absorptiosta.
Ilmakehän kykyä välittää Auringon lyhytaaltosäteilyä (suora ja hajasäteily) ja viivyttää Maan pitkäaaltosäteilyä kutsutaan kasvihuoneilmiöksi. Kasvihuoneilmiöstä johtuen maan pinnan keskilämpötila on +16°, ilmakehän puuttuessa se olisi -22° (38° alempi).
Säteilytasapaino (jäännössäteily). Maan pinta samanaikaisesti vastaanottaa säteilyä ja luovuttaa sitä. Säteilyn saapuminen on auringon kokonaissäteilyä ja ilmakehän vastasäteilyä. Kulutus - auringonvalon heijastus pinnasta (albedo) ja maan pinnan oma säteily. Ero saapuvan ja lähtevän säteilyn välillä on säteilytasapaino, tai jäännössäteilyä. Säteilytasapainon arvo määräytyy yhtälön avulla

R \u003d Q * (1-α) - I,

missä Q on auringon kokonaissäteily pintayksikköä kohti; a - albedo (fraktio); I - tehokas säteily.
Jos tulo on suurempi kuin lähtö, säteilytase on positiivinen; jos tulo on pienempi kuin lähtö, saldo on negatiivinen. Yöllä kaikilla leveysasteilla säteilytase on negatiivinen, päivällä puoleenpäivään positiivinen kaikkialla, paitsi korkeilla leveysasteilla talvella; iltapäivällä - jälleen negatiivinen. Keskimäärin vuorokaudessa säteilytase voi olla sekä positiivinen että negatiivinen (taulukko 11).


Maan pinnan säteilytaseen vuosisummien kartalta näkee äkillinen muutos eristyslinjojen sijainnit niiden siirtyessä maasta valtamereen. Pääsääntöisesti valtameren pinnan säteilytase ylittää maan säteilytasapainon (albedon ja tehokkaan säteilyn vaikutus). Säteilytasapainon jakautuminen on yleensä vyöhykekohtainen. Merellä trooppisilla leveysasteilla säteilytasapainon vuosiarvot saavuttavat 140 kcal/cm2 (Arabianmeri) eivätkä ylitä 30 kcal/cm2 kelluvan jään rajalla. Poikkeamat valtameren säteilytasapainon vyöhykejakaumasta ovat merkityksettömiä ja johtuvat pilvien jakautumisesta.
Maalla päiväntasaajan ja trooppisilla leveysasteilla säteilytasapainon vuosiarvot vaihtelevat 60-90 kcal/cm2 kosteusolosuhteista riippuen. Suurimmat vuotuiset säteilytasesummat ovat niillä alueilla, joilla albedo ja tehollinen säteily ovat suhteellisen pieniä (kostea sademetsät, savannit). Niiden pienin arvo on erittäin kosteilla (suuri pilvisyys) ja erittäin kuivilla (suuri tehollinen säteily) alueilla. Lauhkeilla ja korkeilla leveysasteilla säteilytasapainon vuosiarvo laskee leveysasteen kasvaessa (kokonaissäteilyn vähenemisen vaikutus).
Etelämantereen keskialueiden säteilytasapainon vuotuiset summat ovat negatiivisia (useita kaloreita per 1 cm2). Arktisella alueella nämä arvot ovat lähellä nollaa.
Heinäkuussa maan pinnan säteilytase merkittävässä osassa eteläistä pallonpuoliskoa on negatiivinen. Nollatasapainoviiva kulkee 40 ja 50° S välillä. sh. Säteilytasapainon korkein arvo saavutetaan valtameren pinnalla pohjoisen pallonpuoliskon trooppisilla leveysasteilla ja joidenkin alueiden pinnalla. sisämeret, esimerkiksi musta (14-16 kcal / cm2 kuukaudessa).
Tammikuussa nollatasapainoviiva sijaitsee 40 ja 50° N välillä. sh. (valtamerten yli se nousee hieman pohjoiseen, mantereiden yli laskeutuu etelään). Huomattavalla osalla pohjoista pallonpuoliskoa on negatiivinen säteilytase. Säteilytasapainon suurimmat arvot rajoittuvat eteläisen pallonpuoliskon trooppisiin leveysasteisiin.
Vuoden keskimäärin maan pinnan säteilytase on positiivinen. Tällöin pintalämpötila ei nouse, vaan pysyy suunnilleen vakiona, mikä voidaan selittää vain jatkuvalla ylimääräisen lämmön kulutuksella.
Ilmakehän säteilytase koostuu toisaalta sen absorboimasta auringon ja maan säteilystä sekä toisaalta ilmakehän säteilystä. Se on aina negatiivinen, koska ilmakehä absorboi vain pienen osan auringon säteilystä ja säteilee melkein yhtä paljon kuin pinta.
Pinnan ja ilmakehän säteilytase yhdessä kokonaisuutena koko maapallolla on vuoden aikana keskimäärin nolla, mutta leveysasteilla se voi olla sekä positiivinen että negatiivinen.
Seurauksena tällaisesta säteilytasapainon jakautumisesta pitäisi olla lämmön siirtyminen päiväntasaajalta napoille.
Terminen tasapaino. Säteilytase on lämpötasapainon tärkein komponentti. Pintalämpötasapainoyhtälö näyttää, kuinka saapuva auringon säteilyenergia muuttuu maan pinnalla:

jossa R on säteilytase; LE - haihdutuksen lämmönkulutus (L - piilevä höyrystymislämpö, ​​E - haihdutus);
P - turbulenttinen lämmönvaihto pinnan ja ilmakehän välillä;
A - lämmönvaihto pinnan ja alla olevien maa- tai vesikerrosten välillä.
Pinnan säteilytase katsotaan positiiviseksi, jos pinnan absorboima säteily ylittää lämpöhäviön, ja negatiivisena, jos se ei täydennä niitä. Kaikki muut lämpötaseen ehdot katsotaan positiivisiksi, jos ne aiheuttavat pinnan lämpöhäviöitä (jos ne vastaavat lämmönkulutusta). Kuten. kaikki yhtälön ehdot voivat muuttua, lämpötasapaino häiriintyy jatkuvasti ja palautuu uudelleen.
Yllä tarkasteltu pintalämpötaseen yhtälö on likimääräinen, koska se ei ota huomioon joitain toissijaisia, mutta tietyissä olosuhteissa hankittuja merkitys tekijät, kuten lämmön vapautuminen jäätymisen aikana, sen kulutus sulatukseen jne.
Ilmakehän lämpötase muodostuu ilmakehän Ra säteilytaseesta, pinnalta tulevasta lämmöstä Pa, ilmakehään kondensoituessa vapautuvasta lämmöstä LE ja horisontaalisesta lämmönsiirrosta (advektiosta) Aa. Ilmakehän säteilytase on aina negatiivinen. Lämmön sisäänvirtaus kosteuden tiivistymisen seurauksena ja turbulenttisen lämmönsiirron suuruus ovat positiivisia. Lämmön advektio johtaa keskimäärin vuodessa sen siirtymiseen matalilta leveysasteilta korkeille leveysasteille: se tarkoittaa siis lämmön kulutusta matalilla leveysasteilla ja saapumista korkeille leveysasteille. Monivuotisessa johdannaisessa ilmakehän lämpötasapaino voidaan ilmaista yhtälöllä Ra=Pa+LE.
Pinnan ja ilmakehän lämpötasapaino yhdessä kokonaisuutena on yhtä suuri kuin 0 pitkän aikavälin keskiarvolla (kuva 35).

Ilmakehään vuodessa tulevan auringon säteilyn määrä (250 kcal/cm2) on 100 %. Ilmakehään tunkeutuva auringon säteily heijastuu osittain pilvistä ja menee takaisin ilmakehän ulkopuolelle - 38%, osittain ilmakehään absorboitunut - 14%, ja osittain suoran auringon säteilyn muodossa saavuttaa maan pinnan - 48%. Pinnalle pääsevistä 48 %:sta 44 % imeytyy siihen ja 4 % heijastuu. Maapallon albedo on siis 42 % (38+4).
Maan pinnan absorboima säteily kuluu seuraavasti: 20 % häviää tehokkaan säteilyn kautta, 18 % kuluu pinnasta haihtumiseen, 6 % kuluu ilman lämmittämiseen turbulentin lämmönsiirron aikana (yhteensä 24 %). Pinnan aiheuttama lämmön menetys tasapainottaa sen saapumista. Ilmakehän vastaanottama lämpö (14 % suoraan auringosta, 24 % maan pinnalta) yhdessä maan tehokkaan säteilyn kanssa suuntautuu maailmanavaruuteen. Maan albedo (42 %) ja säteily (58 %) tasapainottavat auringon säteilyn virtausta ilmakehään.