100%-ის ტოლი მზის ენერგია ატმოსფეროს ზედა ზღვარზე მოდის.

ულტრაიისფერი გამოსხივება, რომელიც შემავალი მზის 100%-ის 3%-ს შეადგენს, უმეტესად შეიწოვება ატმოსფეროს ზედა ფენის ოზონის შრის მიერ.

დარჩენილი 97%-ის დაახლოებით 40% ურთიერთქმედებს ღრუბლებთან - აქედან 24% ირეკლება უკან კოსმოსში, 2% შეიწოვება ღრუბლებით და 14% იფანტება და აღწევს დედამიწის ზედაპირს გაფანტული რადიაციის სახით.

შემომავალი გამოსხივების 32% ურთიერთქმედებს წყლის ორთქლთან, მტვერთან და ნისლთან ატმოსფეროში - აქედან 13% შეიწოვება, 7% აირეკლება უკან კოსმოსში და 12% აღწევს დედამიწის ზედაპირზე გაფანტული მზის შუქის სახით (ნახ. 6).

ბრინჯი. 6. დედამიწის რადიაციული ბალანსი

ამრიგად, დედამიწის ზედაპირზე მზის გამოსხივების საწყისი 100%-დან, მზის პირდაპირი სხივების 2% და დიფუზური სინათლის 26% აღწევს.

ამ ჯამიდან 4% აირეკლება დედამიწის ზედაპირიდან უკან კოსმოსში, ხოლო მთლიანი ასახვა კოსმოსში არის მზის სინათლის 35%.

დედამიწის მიერ შთანთქმული სინათლის 65%-დან 3% მოდის ზედა ატმოსფეროდან, 15% ქვედა ატმოსფეროდან და 47% დედამიწის ზედაპირიდან - ოკეანედან და ხმელეთიდან.

იმისთვის, რომ დედამიწამ შეინარჩუნოს თერმული წონასწორობა, მზის ენერგიის 47%, რომელიც გადის ატმოსფეროში და შეიწოვება ხმელეთიდან და ზღვით, ხმელეთიდან და ზღვით უნდა გადავიდეს ატმოსფეროში.

რადიაციის სპექტრის ხილული ნაწილი, რომელიც შედის ოკეანის ზედაპირზე და ქმნის განათებას, შედგება მზის სხივებისგან, რომლებმაც გაიარეს ატმოსფეროში (პირდაპირი გამოსხივება) და ატმოსფეროს მიერ მიმოფანტული ზოგიერთი სხივი ყველა მიმართულებით, მათ შორის ზედაპირის ზედაპირზე. ოკეანე (დიფუზური გამოსხივება).

ამ ორი სინათლის ნაკადის ენერგიის თანაფარდობა, რომელიც მოდის ჰორიზონტალურ დაშვებაზე, დამოკიდებულია მზის სიმაღლეზე - რაც უფრო მაღალია იგი ჰორიზონტზე, მით მეტია პირდაპირი გამოსხივების წილი.

ზღვის ზედაპირის განათება ბუნებრივ პირობებში ასევე დამოკიდებულია ღრუბლიანობაზე. მაღალი და წვრილი ღრუბლები უამრავ მიმოფანტულ შუქს აგდებენ, რის გამოც ზღვის ზედაპირის განათება მზის საშუალო სიმაღლეებზე შეიძლება იყოს უფრო დიდი ვიდრე უღრუბლო ცაში. მკვრივი, წვიმიანი ღრუბლები მკვეთრად ამცირებს განათებას.

სინათლის სხივები, რომლებიც ქმნიან ზღვის ზედაპირის განათებას, განიცდიან ანარეკლს და გარდატეხას წყალ-ჰაერის საზღვარზე (ნახ. 7) სნელის ცნობილი ფიზიკური კანონის მიხედვით.

ბრინჯი. 7. ოკეანის ზედაპირზე სინათლის სხივის ანარეკლი და გარდატეხა

ამრიგად, ზღვის ზედაპირზე ჩამოვარდნილი ყველა სინათლის სხივი ნაწილობრივ აირეკლება, ირღვევა და შედის ზღვაში.

რეფრაქციულ და არეკლილი სინათლის ნაკადებს შორის თანაფარდობა დამოკიდებულია მზის სიმაღლეზე. მზის სიმაღლეზე 0 0, მთელი სინათლის ნაკადი აირეკლება ზღვის ზედაპირიდან. მზის სიმაღლის მატებასთან ერთად, წყალში შემავალი სინათლის ნაკადის პროპორცია იზრდება, ხოლო მზის სიმაღლეზე 90 0, ზედაპირზე არსებული ნაკადის მთლიანი ნაკადის 98% აღწევს წყალში.

ზღვის ზედაპირიდან არეკლილი სინათლის ნაკადის თანაფარდობა დაცემის სინათლეს ეწოდება ზღვის ზედაპირის ალბედო . მაშინ ზღვის ზედაპირის ალბედო მზის სიმაღლეზე 90 0 იქნება 2%, ხოლო 0 0 - 100%. ზღვის ზედაპირის ალბედო განსხვავებულია პირდაპირი და დიფუზური სინათლის ნაკადებისთვის. პირდაპირი გამოსხივების ალბედო არსებითად დამოკიდებულია მზის სიმაღლეზე, გაფანტული გამოსხივების ალბედო პრაქტიკულად არ არის დამოკიდებული მზის სიმაღლეზე.

მზის სხივური ენერგია პრაქტიკულად სითბოს ერთადერთი წყაროა დედამიწის ზედაპირისა და მისი ატმოსფეროსთვის. ვარსკვლავებისა და მთვარის გამოსხივება მზის რადიაციაზე 30?106-ჯერ ნაკლებია. სითბოს ნაკადი დედამიწის სიღრმიდან ზედაპირზე 5000-ჯერ ნაკლებია მზისგან მიღებულ სითბოზე.

მზის გამოსხივების ნაწილი ხილული სინათლეა. ამრიგად, მზე არა მხოლოდ დედამიწისთვის სითბოს, არამედ სინათლის წყაროა, რაც მნიშვნელოვანია ჩვენს პლანეტაზე სიცოცხლისთვის.

მზის სხივური ენერგია გადაიქცევა სითბოდ ნაწილობრივ თავად ატმოსფეროში, მაგრამ ძირითადად დედამიწის ზედაპირზე, სადაც გამოიყენება ნიადაგისა და წყლის ზედა ფენების გასათბობად, მათგან კი ჰაერის გასათბობად. დედამიწის გახურებული ზედაპირი და გახურებული ატმოსფერო, თავის მხრივ, ასხივებს უხილავ ინფრაწითელ გამოსხივებას. რადიაციის მიცემით მსოფლიო სივრცეში, დედამიწის ზედაპირი და ატმოსფერო გაცივებულია.

გამოცდილება აჩვენებს, რომ დედამიწის ზედაპირისა და ატმოსფეროს საშუალო წლიური ტემპერატურა დედამიწის ნებისმიერ წერტილში წლიდან წლამდე ოდნავ განსხვავდება. თუ განვიხილავთ დედამიწაზე ტემპერატურულ პირობებს ხანგრძლივი მრავალწლიანი პერიოდის განმავლობაში, მაშინ შეგვიძლია მივიღოთ ჰიპოთეზა, რომ დედამიწა თერმულ წონასწორობაშია: მზისგან სითბოს შემოდინება დაბალანსებულია მისი დაკარგვით გარე სივრცეში. მაგრამ რადგან დედამიწა (ატმოსფეროსთან ერთად) იღებს სითბოს მზის რადიაციის შთანთქმით და კარგავს სითბოს საკუთარი გამოსხივებით, თერმული წონასწორობის ჰიპოთეზა იმავდროულად ნიშნავს, რომ დედამიწა რადიაციულ წონასწორობაშია: მოკლე ტალღის გამოსხივების შემოდინება იგი დაბალანსებულია გრძელტალღოვანი გამოსხივების დაბრუნებით მსოფლიო სივრცეში.

მზის პირდაპირი გამოსხივება

დედამიწის ზედაპირზე პირდაპირ მზის დისკიდან მოსულ რადიაციას ეწოდება მზის პირდაპირი გამოსხივება. მზის გამოსხივება ვრცელდება მზიდან ყველა მიმართულებით. მაგრამ დედამიწიდან მზემდე მანძილი იმდენად დიდია, რომ პირდაპირი გამოსხივება დედამიწის ნებისმიერ ზედაპირზე ეცემა პარალელური სხივების სხივის სახით, რომელიც წარმოიშვა, თითქოსდა, უსასრულობიდან. მთელი გლობუსიც კი იმდენად მცირეა მზესთან დაშორებასთან შედარებით, რომ მასზე დაცემული მზის მთელი გამოსხივება შეიძლება ჩაითვალოს პარალელური სხივების სხივად შესამჩნევი შეცდომის გარეშე.

ადვილი გასაგებია, რომ მოცემულ პირობებში რადიაციის მაქსიმალური შესაძლო რაოდენობა მიიღება მზის სხივების პერპენდიკულარულად მდებარე ფართობის ერთეულით. ჰორიზონტალური ფართობის ერთეულზე ნაკლები გამოსხივების ენერგია იქნება. მზის პირდაპირი გამოსხივების გამოთვლის ძირითადი განტოლება წარმოებულია მზის სხივების დაცემის კუთხით, უფრო ზუსტად, მზის სიმაღლეზე ( თ): S" = სცოდვა თ; სადაც S"- მზის რადიაცია, რომელიც მოდის ჰორიზონტალურ ზედაპირზე, ს- მზის პირდაპირი გამოსხივება პარალელური სხივებით.

მზის პირდაპირი გამოსხივების დინებას ჰორიზონტალურ ზედაპირზე ეწოდება ინსოლაცია.

მზის რადიაციის ცვლილებები ატმოსფეროში და დედამიწის ზედაპირზე

დედამიწაზე მზის პირდაპირი გამოსხივების დაახლოებით 30% აისახება უკან კოსმოსში. დარჩენილი 70% ატმოსფეროში შედის. ატმოსფეროში გავლისას მზის გამოსხივება ნაწილობრივ იფანტება ატმოსფერული გაზებით და აეროზოლებით და გადადის დიფუზური გამოსხივების სპეციალურ ფორმაში. ნაწილობრივ პირდაპირი მზის რადიაცია შეიწოვება ატმოსფერული გაზებით და მინარევებით და გადადის სიცხეში, ე.ი. მიდის ატმოსფეროს გასათბობად.

მზის პირდაპირი გამოსხივება, რომელიც არ არის მიმოფანტული და არ შეიწოვება ატმოსფეროში, აღწევს დედამიწის ზედაპირს. მისი მცირე ნაწილი აირეკლება მისგან, გამოსხივების უმეტეს ნაწილს კი დედამიწის ზედაპირი შთანთქავს, რის შედეგადაც დედამიწის ზედაპირი თბება. გაფანტული გამოსხივების ნაწილი ასევე აღწევს დედამიწის ზედაპირს, ნაწილობრივ აირეკლება მისგან და ნაწილობრივ შეიწოვება. გაფანტული რადიაციის კიდევ ერთი ნაწილი მიდის პლანეტათაშორის სივრცეში.

ატმოსფეროში რადიაციის შთანთქმისა და გაფანტვის შედეგად, დედამიწის ზედაპირამდე მისული პირდაპირი გამოსხივება განსხვავდება ატმოსფეროს საზღვრამდე მისული გამოსხივებისგან. მზის გამოსხივების ნაკადი მცირდება და იცვლება მისი სპექტრული შემადგენლობა, რადგან სხვადასხვა ტალღის სიგრძის სხივები შეიწოვება და იფანტება ატმოსფეროში სხვადასხვა გზით.

საუკეთესო შემთხვევაში, ე.ი. მზის უმაღლეს პოზიციაზე და ჰაერის საკმარისი სისუფთავით, დედამიწის ზედაპირზე შეიძლება დაფიქსირდეს პირდაპირი გამოსხივების ნაკადი დაახლოებით 1,05 კვტ / მ 2. მთებში 4-5 კმ სიმაღლეზე დაფიქსირდა რადიაციული ნაკადები 1,2 კვტ/მ 2-მდე ან მეტი. როგორც მზე უახლოვდება ჰორიზონტს და იზრდება მზის სხივებით გავლილი ჰაერის სისქე, პირდაპირი გამოსხივების ნაკადი სულ უფრო და უფრო მცირდება.

მზის პირდაპირი გამოსხივების დაახლოებით 23% შეიწოვება ატმოსფეროში. უფრო მეტიც, ეს შთანთქმა შერჩევითია: სხვადასხვა აირები შთანთქავს რადიაციას სპექტრის სხვადასხვა ნაწილში და სხვადასხვა ხარისხით.

აზოტი შთანთქავს რადიაციას მხოლოდ ძალიან მოკლე ტალღის სიგრძეზე სპექტრის ულტრაიისფერ ნაწილში. მზის გამოსხივების ენერგია სპექტრის ამ ნაწილში სრულიად უმნიშვნელოა, ამიტომ აზოტის მიერ შეწოვა პრაქტიკულად არ მოქმედებს მზის გამოსხივების ნაკადზე. გარკვეულწილად უფრო დიდი რაოდენობით, მაგრამ მაინც ძალიან ცოტა, ჟანგბადი შთანთქავს მზის გამოსხივებას - სპექტრის ხილული ნაწილის ორ ვიწრო მონაკვეთში და მის ულტრაიისფერ ნაწილში.

ოზონი მზის რადიაციის უფრო ძლიერი შთამნთქმელია. ის შთანთქავს ულტრაიისფერ და ხილულ მზის გამოსხივებას. მიუხედავად იმისა, რომ ჰაერში მისი შემცველობა ძალიან მცირეა, ის ისე ძლიერად შთანთქავს ულტრაიისფერ გამოსხივებას ზედა ატმოსფეროში, რომ 0,29 მიკრონიზე მოკლე ტალღები საერთოდ არ შეინიშნება მზის სპექტრში დედამიწის ზედაპირთან ახლოს. ოზონის მიერ მზის გამოსხივების მთლიანი შთანთქმა მზის პირდაპირი გამოსხივების 3%-ს აღწევს.

ნახშირორჟანგი (ნახშირორჟანგი) ძლიერად შთანთქავს რადიაციას სპექტრის ინფრაწითელ რეგიონში, მაგრამ მისი შემცველობა ატმოსფეროში ჯერ კიდევ მცირეა, ამიტომ მზის პირდაპირი გამოსხივების შთანთქმა ზოგადად მცირეა. აირებიდან, ატმოსფეროში გამოსხივების მთავარი შთამნთქმელი არის წყლის ორთქლი, რომელიც კონცენტრირებულია ტროპოსფეროში და განსაკუთრებით მის ქვედა ნაწილში. მზის გამოსხივების მთლიანი ნაკადიდან წყლის ორთქლი შთანთქავს რადიაციას ტალღის სიგრძის ინტერვალებში სპექტრის ხილულ და ახლო ინფრაწითელ რეგიონებში. ღრუბლები და ატმოსფერული მინარევები ასევე შთანთქავენ მზის გამოსხივებას, ე.ი. ატმოსფეროში შეჩერებული აეროზოლის ნაწილაკები. ზოგადად, წყლის ორთქლის და აეროზოლის შეწოვა შეადგენს დაახლოებით 15%, ხოლო 5% შეიწოვება ღრუბლებით.

თითოეულ ცალკეულ ადგილას, შთანთქმა იცვლება დროთა განმავლობაში, რაც დამოკიდებულია როგორც ჰაერში შთანთქმის ნივთიერებების ცვლადი შემცველობაზე, ძირითადად წყლის ორთქლზე, ღრუბლებზე და მტვერზე, ასევე მზის სიმაღლეზე ჰორიზონტზე, ე.ი. დედამიწისკენ მიმავალი სხივების მიერ გავლილი ჰაერის ფენის სისქეზე.

მზის პირდაპირი გამოსხივება ატმოსფეროში მიმავალ გზაზე ასუსტებს არა მხოლოდ შთანთქმის, არამედ გაფანტვითაც და უფრო მნიშვნელოვნად სუსტდება. გაფანტვა არის მატერიასთან სინათლის ურთიერთქმედების ფუნდამენტური ფიზიკური ფენომენი. ის შეიძლება მოხდეს ელექტრომაგნიტური სპექტრის ყველა ტალღის სიგრძეზე, რაც დამოკიდებულია გაფანტული ნაწილაკების ზომის თანაფარდობაზე მოხვედრილი გამოსხივების ტალღის სიგრძეზე. როდესაც გაფანტულია, ნაწილაკი, რომელიც ელექტრომაგნიტური ტალღის გავრცელების გზაზეა, განუწყვეტლივ „ექსტრაქტდება“. ენერგია ინციდენტის ტალღიდან და ხელახლა ასხივებს მას ყველა მიმართულებით. ამრიგად, ნაწილაკი შეიძლება ჩაითვალოს გაფანტული ენერგიის წერტილოვან წყაროდ. გაფანტვაეწოდება მზის პირდაპირი გამოსხივების ნაწილის გარდაქმნას, რომელიც გაფანტვამდე ვრცელდება პარალელური სხივების სახით გარკვეული მიმართულებით, ყველა მიმართულებით მიმავალ გამოსხივებად. გაფანტვა ხდება ოპტიკურად არაერთგვაროვან ატმოსფერულ ჰაერში, რომელიც შეიცავს თხევადი და მყარი მინარევების უმცირეს ნაწილაკებს - წვეთებს, კრისტალებს, უმცირეს აეროზოლებს, ე.ი. გარემოში, სადაც რეფრაქციული ინდექსი განსხვავდება წერტილიდან წერტილამდე. მაგრამ ოპტიკურად არაერთგვაროვანი გარემო ასევე არის სუფთა ჰაერი, მინარევებისაგან თავისუფალი, რადგან მასში, მოლეკულების თერმული მოძრაობის, კონდენსაციისა და იშვიათობის გამო, მუდმივად ხდება სიმკვრივის რყევები. ატმოსფეროში მოლეკულებთან და მინარევებით შეხვედრისას მზის სხივები კარგავს გავრცელების სწორხაზოვან მიმართულებას და იფანტება. რადიაცია ვრცელდება ნაწილაკების გაფანტვისგან ისე, თითქოს ისინი თავად იყვნენ ემიტენტები.

გაფანტვის კანონების მიხედვით, კერძოდ, რეილის კანონის მიხედვით, გაფანტული გამოსხივების სპექტრული შემადგენლობა განსხვავდება სწორი ხაზის სპექტრული შემადგენლობისგან. რეილის კანონი ამბობს, რომ სხივების გაფანტვა უკუპროპორციულია ტალღის სიგრძის მე-4 ხარისხთან:

ს ? = 32? 3 (მ-1) / 3n? 4

სადაც ს? - კოეფიციენტი. გაფანტვა; მარის რეფრაქციული ინდექსი გაზში; ნარის მოლეკულების რაოდენობა მოცულობის ერთეულზე; ? არის ტალღის სიგრძე.

მთლიანი მზის გამოსხივების ნაკადის ენერგიის დაახლოებით 26% გარდაიქმნება ატმოსფეროში დიფუზურ გამოსხივებად. გაფანტული რადიაციის დაახლოებით 2/3 შემდეგ მოდის დედამიწის ზედაპირზე. მაგრამ ეს უკვე იქნება გამოსხივების განსაკუთრებული ტიპი, რომელიც მნიშვნელოვნად განსხვავდება პირდაპირი რადიაციისგან. ჯერ ერთი, გაფანტული გამოსხივება დედამიწის ზედაპირზე მოდის არა მზის დისკიდან, არამედ მთელი ციდან. ამიტომ აუცილებელია მისი დინების გაზომვა ჰორიზონტალურ ზედაპირზე. ის ასევე იზომება ვტ/მ2-ში (ან კვტ/მ2).

მეორეც, გაფანტული გამოსხივება განსხვავდება პირდაპირი გამოსხივებისგან სპექტრული შემადგენლობით, რადგან სხვადასხვა ტალღის სიგრძის სხივები მიმოფანტულია სხვადასხვა ხარისხით. გაფანტული გამოსხივების სპექტრში სხვადასხვა ტალღის სიგრძის ენერგიის თანაფარდობა პირდაპირი გამოსხივების სპექტრთან შედარებით იცვლება უფრო მოკლე ტალღის სიგრძის სხივების სასარგებლოდ. რაც უფრო მცირეა გაფანტული ნაწილაკების ზომა, მით უფრო ძლიერია მოკლე ტალღის სიგრძის სხივები მიმოფანტული გრძელტალღურთან შედარებით.

რადიაციის გაფანტვის ფენომენები

ისეთი ფენომენები, როგორიცაა ცის ლურჯი ფერი, შებინდებისა და გამთენიისას, ასევე ხილვადობა დაკავშირებულია რადიაციის გაფანტვასთან. ცის ლურჯი ფერი არის თავად ჰაერის ფერი, მასში მზის სხივების გაფანტვის გამო. ჰაერი გამჭვირვალეა თხელ ფენაში, როგორც წყალი გამჭვირვალეა თხელ ფენაში. მაგრამ ატმოსფეროს ძლიერ სისქეში ჰაერს აქვს ლურჯი ფერი, ისევე როგორც წყალს უკვე შედარებით მცირე სისქეში (რამდენიმე მეტრი) აქვს მომწვანო ფერი. მაშ, როგორ ხდება სინათლის მოლეკულური გაფანტვა საპირისპიროდ? 4, შემდეგ კი სამყაროს მიერ გაგზავნილი მიმოფანტული სინათლის სპექტრში ენერგიის მაქსიმუმი გადადის ლურჯზე. სიმაღლესთან ერთად, ჰაერის სიმკვრივის კლებასთან ერთად, ე.ი. გაფანტული ნაწილაკების რაოდენობა, ცის ფერი ხდება მუქი და იქცევა ღრმა ლურჯად, ხოლო სტრატოსფეროში - შავ-იისფერში. რაც უფრო მეტი მინარევებია ჰაერში უფრო დიდი ზომის, ვიდრე ჰაერის მოლეკულები, მით მეტია გრძელტალღოვანი სხივების წილი მზის გამოსხივების სპექტრში და მით უფრო მოთეთრო ხდება ფსკერის ფერი. როდესაც ნისლის, ღრუბლებისა და აეროზოლების ნაწილაკების დიამეტრი ხდება 1-2 მიკრონზე მეტი, მაშინ ყველა ტალღის სიგრძის სხივები აღარ იფანტება, არამედ თანაბრად დიფუზურად აირეკლება; ამიტომ, შორეულ ობიექტებს ნისლში და მტვრიან ნისლში აღარ არის დაფარული ლურჯი, არამედ თეთრი ან ნაცრისფერი ფარდა. მაშასადამე, ღრუბლები, რომლებზეც მზის (ანუ თეთრი) შუქი ეცემა, თეთრი ჩანს.

მზის რადიაციის გაფანტვას ატმოსფეროში დიდი პრაქტიკული მნიშვნელობა აქვს, რადგან ის ქმნის გაფანტულ შუქს დღისით. დედამიწაზე ატმოსფეროს არარსებობის შემთხვევაში, ის სინათლე იქნებოდა მხოლოდ იქ, სადაც მზის პირდაპირი შუქი ან მზის შუქი, რომელიც აირეკლება დედამიწის ზედაპირზე და მასზე არსებულ ობიექტებზე, დაეცემა. გაფანტული შუქის შედეგად, მთელი ატმოსფერო დღის განმავლობაში განათების წყაროს ემსახურება: დღის განმავლობაში ის ასევე სინათლეა, სადაც მზის სხივები პირდაპირ არ ეცემა და მაშინაც კი, როცა მზე ღრუბლებით არის დაფარული.

საღამოს მზის ჩასვლის შემდეგ სიბნელე მაშინვე არ მოდის. ცა, განსაკუთრებით ჰორიზონტის იმ ნაწილში, სადაც მზე ჩავიდა, რჩება კაშკაშა და თანდათანობით აგზავნის გაფანტულ გამოსხივებას დედამიწის ზედაპირზე. ანალოგიურად, დილით, მზის ამოსვლამდეც კი, ცა ყველაზე მეტად ანათებს მზის ამოსვლის მიმართულებით და აგზავნის გაფანტულ შუქს დედამიწაზე. არასრული სიბნელის ამ ფენომენს ბინდი ეწოდება - საღამო და დილა. ამის მიზეზი ჰორიზონტის ქვეშ მყოფი მზის მიერ ატმოსფეროს მაღალი ფენების განათება და მათ მიერ მზის შუქის გაფანტვაა.

ეგრეთ წოდებული ასტრონომიული ბინდი გრძელდება საღამოს მანამ, სანამ მზე ჰორიზონტზე 18 გრადუსით დაბლა ჩავა; ამ დროისთვის ის იმდენად ბნელა, რომ ყველაზე მკრთალი ვარსკვლავები ჩანს. ასტრონომიული დილის ბინდი იწყება მაშინ, როდესაც მზეს ჰორიზონტის ქვემოთ იგივე პოზიცია აქვს. საღამოს ასტრონომიული ბინდის პირველ ნაწილს ან დილის ბინდის ბოლო ნაწილს, როდესაც მზე ჰორიზონტზე მინიმუმ 8°-ით არის დაბლა, ეწოდება სამოქალაქო ბინდი. ასტრონომიული ბინდის ხანგრძლივობა მერყეობს გრძედისა და წელიწადის დროზე. შუა განედებში ეს არის 1,5-დან 2 საათამდე, ტროპიკებში ნაკლებია, ეკვატორზე ერთ საათზე ცოტა მეტი.

ზაფხულში მაღალ განედებზე მზე შეიძლება საერთოდ არ ჩაიძიროს ჰორიზონტის ქვემოთ ან ძალიან ზედაპირულად ჩაიძიროს. თუ მზე ჰორიზონტზე 18 o-ზე ნაკლებით ეცემა, მაშინ სრული სიბნელე საერთოდ არ ჩნდება და საღამოს ბინდი ერწყმის დილას. ამ ფენომენს თეთრ ღამეებს უწოდებენ.

ბინდის თან ახლავს მშვენიერი, ზოგჯერ ძალიან თვალწარმტაცი ცვლილებები ფირმის ფერისა მზის მიმართულებით. ეს ცვლილებები იწყება მზის ჩასვლამდე და გრძელდება მზის ამოსვლის შემდეგ. მათ აქვთ საკმაოდ რეგულარული ხასიათი და უწოდებენ გამთენიას. ცისკრის დამახასიათებელი ფერებია მეწამული და ყვითელი. მაგრამ გამთენიისას ფერის ჩრდილების ინტენსივობა და მრავალფეროვნება მნიშვნელოვნად განსხვავდება ჰაერში აეროზოლური მინარევების შემცველობაზე. შებინდებისას ღრუბლების განათების ტონებიც მრავალფეროვანია.

ცის მზის მოპირდაპირე ნაწილში განლაგებულია გამთენიის საწინააღმდეგო, ასევე ფერთა ტონალობების ცვლილებით, მეწამულისა და მეწამულ-იისფერის უპირატესობით. მზის ჩასვლის შემდეგ ცის ამ ნაწილში ჩნდება დედამიწის ჩრდილი: მონაცრისფრო-ლურჯი სეგმენტი, რომელიც სულ უფრო და უფრო იზრდება სიმაღლეში და გვერდებზე. ცისკრის ფენომენი აიხსნება სინათლის გაფანტვით ატმოსფერული აეროზოლების უმცირესი ნაწილაკებით და უფრო დიდი ნაწილაკებით სინათლის დიფრაქციით.

შორეულ ობიექტებს ახლობელზე უარესად ხედავენ და არა მხოლოდ იმიტომ, რომ მათი აშკარა ზომა მცირდება. დამკვირვებლიდან ამა თუ იმ მანძილზე მდებარე ძალიან დიდი ობიექტებიც კი ცუდად გამორჩეული ხდება ატმოსფეროს სიმღვრივის გამო, რომლითაც ისინი ჩანს. ეს სიმღვრივე გამოწვეულია ატმოსფეროში სინათლის გაფანტვით. ნათელია, რომ ის იზრდება ჰაერში აეროზოლური მინარევების მატებასთან ერთად.

მრავალი პრაქტიკული მიზნისთვის ძალიან მნიშვნელოვანია ვიცოდეთ, თუ რა მანძილზე წყდება საჰაერო ფარდის მიღმა არსებული ობიექტების კონტურები. მანძილს, რომელზედაც ატმოსფეროში ობიექტების კონტურები წყვეტს განსხვავებას, ეწოდება ხილვადობის დიაპაზონი, ან უბრალოდ ხილვადობა. ხილვადობის დიაპაზონი ყველაზე ხშირად განისაზღვრება გარკვეული, წინასწარ შერჩეული ობიექტების თვალით (სიბნელი ცის წინააღმდეგ), რომელთა მანძილი ცნობილია. ასევე არსებობს მრავალი ფოტომეტრიული ინსტრუმენტი ხილვადობის დასადგენად.

ძალიან სუფთა ჰაერში, მაგალითად, არქტიკული წარმოშობის, ხილვადობის დიაპაზონმა შეიძლება მიაღწიოს ასობით კილომეტრს, რადგან ასეთ ჰაერში ობიექტებიდან სინათლის შესუსტება ხდება ძირითადად ჰაერის მოლეკულებზე გაფანტვის გამო. ჰაერში, რომელიც შეიცავს უამრავ მტვერს ან კონდენსაციის პროდუქტს, ხილვადობის დიაპაზონი შეიძლება შემცირდეს რამდენიმე კილომეტრამდე ან თუნდაც მეტრამდე. ამრიგად, მსუბუქ ნისლში, ხილვადობის დიაპაზონი 500-1000 მ-ია, ხოლო მძიმე ნისლში ან ძლიერ ქვიშიან ბურუსში, ის შეიძლება შემცირდეს ათობით ან თუნდაც რამდენიმე მეტრამდე.

მთლიანი გამოსხივება, ასახული მზის გამოსხივება, შთანთქმის გამოსხივება, PAR, დედამიწის ალბედო

მზის ყველა გამოსხივებას, რომელიც მოდის დედამიწის ზედაპირზე - პირდაპირი და გაფანტული - ეწოდება მთლიან გამოსხივებას. ამრიგად, მთლიანი გამოსხივება

ქ = ს*ცოდვა თ + დ,

სადაც ს- ენერგიის განათება პირდაპირი გამოსხივებით,

დ- ენერგიის განათება გაფანტული გამოსხივებით,

თ- მზის სიმაღლე.

უღრუბლო ცაში მთლიან გამოსხივებას აქვს ყოველდღიური ცვალებადობა მაქსიმუმ შუადღისას და წლიური ვარიაციით მაქსიმუმ ზაფხულში. ნაწილობრივი მოღრუბლულობა, რომელიც არ ფარავს მზის დისკს, ზრდის მთლიან გამოსხივებას უღრუბლო ცასთან შედარებით; სრული მოღრუბლულობა, პირიქით, ამცირებს მას. საშუალოდ, ღრუბლიანობა ამცირებს მთლიან გამოსხივებას. ამიტომ, ზაფხულში, მთლიანი რადიაციის ჩამოსვლა შუადღის წინა საათებში საშუალოდ უფრო მეტია, ვიდრე შუადღისას. ამავე მიზეზით, ის უფრო დიდია წლის პირველ ნახევარში, ვიდრე მეორეში.

ს.პ. ხრომოვმა და ა.მ. პეტროსიანცი იძლევა მთლიანი გამოსხივების შუადღის მნიშვნელობებს ზაფხულის თვეებში მოსკოვის მახლობლად უღრუბლო ცაში: საშუალოდ 0,78 კვტ/მ 2, მზესთან და ღრუბლებთან ერთად - 0,80, უწყვეტი ღრუბლებით - 0,26 კვტ/მ 2.

დედამიწის ზედაპირზე დაცემით, მთლიანი გამოსხივება უმეტესად შეიწოვება ნიადაგის ზედა თხელ ფენაში ან წყლის უფრო სქელ ფენაში და გადაიქცევა სიცხეში და ნაწილობრივ აირეკლება. დედამიწის ზედაპირის მიერ მზის გამოსხივების ასახვის რაოდენობა დამოკიდებულია ამ ზედაპირის ბუნებაზე. ასახული გამოსხივების რაოდენობის თანაფარდობას მოცემულ ზედაპირზე გამოსხივების მთლიან რაოდენობასთან ზედაპირული ალბედო ეწოდება. ეს თანაფარდობა გამოხატულია პროცენტულად.

ასე რომ, მთლიანი რადიაციის მთლიანი ნაკადიდან ( სცოდვა თ + დ) მისი ნაწილი აისახება დედამიწის ზედაპირიდან ( სცოდვა თ + დ)Და სად მაგრამარის ზედაპირის ალბედო. დანარჩენი მთლიანი რადიაცია ( სცოდვა თ + დ) (1 – მაგრამ) შეიწოვება დედამიწის ზედაპირით და მიდის ნიადაგისა და წყლის ზედა ფენების გასათბობად. ამ ნაწილს შთანთქმის გამოსხივება ეწოდება.

ნიადაგის ზედაპირის ალბედო მერყეობს 10-30%-ის ფარგლებში; სველ ჩერნოზემში ის მცირდება 5%-მდე, ხოლო მშრალ მსუბუქ ქვიშაში შეიძლება გაიზარდოს 40%-მდე. ნიადაგის ტენიანობის მატებასთან ერთად ალბედო მცირდება. მცენარეული საფარის ალბედო - ტყეები, მდელოები, მინდვრები - 10–25%. ახლად დაცემული თოვლის ზედაპირის ალბედო 80-90%-ს შეადგენს, დიდი ხნის თოვლის კი დაახლოებით 50% და უფრო დაბალია. გლუვი წყლის ზედაპირის ალბედო პირდაპირი გამოსხივებისთვის მერყეობს რამდენიმე პროცენტიდან (თუ მზე მაღალია) 70%-მდე (თუ დაბალია); ეს ასევე დამოკიდებულია აღელვებაზე. გაფანტული გამოსხივებისთვის წყლის ზედაპირების ალბედო შეადგენს 5-10%. საშუალოდ, მსოფლიო ოკეანის ზედაპირის ალბედო შეადგენს 5-20%. ღრუბლების ზედა ზედაპირის ალბედო მერყეობს რამდენიმე პროცენტიდან 70-80%-მდე, ღრუბლის ტიპისა და სისქის მიხედვით, საშუალოდ 50-60%-მდე (S.P. Khromov, M.A. Petrosyants, 2004).

ზემოაღნიშნული ფიგურები ეხება მზის გამოსხივების ასახვას, არა მხოლოდ ხილულს, არამედ მთელ მის სპექტრს. ფოტომეტრიული საშუალებები გაზომავს ალბედოს მხოლოდ ხილული გამოსხივებისთვის, რაც, რა თქმა უნდა, შეიძლება გარკვეულწილად განსხვავდებოდეს ალბედოსგან მთელი რადიაციული ნაკადისთვის.

დედამიწის ზედაპირისა და ღრუბლების ზედა ზედაპირის მიერ არეკლილი გამოსხივების უპირატესი ნაწილი ატმოსფეროს მიღმა გადის მსოფლიო სივრცეში. გაფანტული რადიაციის ნაწილი (დაახლოებით ერთი მესამედი) ასევე მიდის მსოფლიო სივრცეში.

არეკლილი და გაფანტული მზის გამოსხივების თანაფარდობას კოსმოსიდან გამომავალი მზის რადიაციის მთლიან რაოდენობასთან, რომელიც შედის ატმოსფეროში, ეწოდება დედამიწის პლანეტარული ალბედო, ან უბრალოდ. დედამიწის ალბედო.

ზოგადად, დედამიწის პლანეტარული ალბედო შეფასებულია 31%. დედამიწის პლანეტარული ალბედოს ძირითადი ნაწილი არის ღრუბლების მიერ მზის გამოსხივების ანარეკლი.

პირდაპირი და არეკლილი გამოსხივების ნაწილი ჩართულია მცენარეთა ფოტოსინთეზის პროცესში, ასე ე.წ ფოტოსინთეზურად აქტიური გამოსხივება (შორს). შორს -მოკლეტალღური გამოსხივების ნაწილი (380-დან 710 ნმ-მდე), რომელიც ყველაზე აქტიურია ფოტოსინთეზთან და მცენარეთა წარმოების პროცესთან მიმართებაში, წარმოდგენილია როგორც პირდაპირი, ასევე დიფუზური გამოსხივებით.

მცენარეებს შეუძლიათ მოიხმარონ მზის პირდაპირი გამოსხივება და აირეკლონ ციური და ხმელეთის ობიექტებიდან ტალღის სიგრძის დიაპაზონში 380-დან 710 ნმ-მდე. ფოტოსინთეზურად აქტიური გამოსხივების ნაკადი არის მზის ნაკადის დაახლოებით ნახევარი, ე.ი. მთლიანი რადიაციის ნახევარი და პრაქტიკულად განურჩევლად ამინდის პირობებისა და მდებარეობისა. თუმცა, თუ ევროპის პირობებისთვის 0.5-ის მნიშვნელობა ტიპიურია, მაშინ ისრაელის პირობებისთვის ის გარკვეულწილად უფრო მაღალია (დაახლოებით 0.52). თუმცა, არ შეიძლება ითქვას, რომ მცენარეები PAR-ს ერთნაირად იყენებენ მთელი ცხოვრების მანძილზე და სხვადასხვა პირობებში. PAR-ის გამოყენების ეფექტურობა განსხვავებულია, შესაბამისად, შემოთავაზებული იყო ინდიკატორები „PAR use factor“, რომელიც ასახავს PAR-ის გამოყენების ეფექტურობას და „ფიტოცენოზების ეფექტურობას“. ფიტოცენოზების ეფექტურობა ახასიათებს მცენარეული საფარის ფოტოსინთეზურ აქტივობას. ამ პარამეტრმა იპოვა ყველაზე ფართო გამოყენება მეტყევეებს შორის ტყის ფიტოცენოზების შესაფასებლად.

ხაზგასმით უნდა აღინიშნოს, რომ მცენარეებს შეუძლიათ შექმნან PAR მცენარეულ საფარში. ეს მიიღწევა ფოთლების მზის სხივებისკენ მდებარეობის, ფოთლების ბრუნვის, სხვადასხვა ზომისა და კუთხის ფოთლების განაწილების გამო ფიტოცენოზის სხვადასხვა დონეზე, ე.ი. ტილოების არქიტექტურის ე.წ. მცენარეულ საფარში მზის სხივები არაერთხელ ირღვევა, აირეკლება ფოთლის ზედაპირიდან, რითაც აყალიბებს საკუთარ შინაგან რადიაციულ რეჟიმს.

მცენარეულ საფარში მიმოფანტულ რადიაციას აქვს იგივე ფოტოსინთეზური მნიშვნელობა, რაც მცენარეული საფარის ზედაპირზე შემავალ პირდაპირ და დიფუზურ გამოსხივებას.

დედამიწის ზედაპირის გამოსხივება

ნიადაგისა და წყლის ზედა ფენები, თოვლის საფარი და მცენარეულობა თავად ასხივებენ გრძელტალღოვან გამოსხივებას; ამ ხმელეთის გამოსხივებას უფრო ხშირად მოიხსენიებენ, როგორც დედამიწის ზედაპირის შინაგან გამოსხივებას.

თვითგამოსხივება შეიძლება გამოითვალოს დედამიწის ზედაპირის აბსოლუტური ტემპერატურის ცოდნით. შტეფან-ბოლცმანის კანონის მიხედვით, იმის გათვალისწინებით, რომ დედამიწა არ არის მთლიანად შავი სხეული და ამიტომ შემოაქვს კოეფიციენტი? (ჩვეულებრივ ტოლია 0,95), მიწის გამოსხივება ეგანისაზღვრება ფორმულით

ე s = ?? თ 4 ,

სად? არის სტეფან-ბოლცმანის მუდმივი, თტემპერატურა, კ.

288 K-ზე, ე s \u003d 3,73 10 2 W / m 2. დედამიწის ზედაპირიდან რადიაციის ასეთი დიდი დაბრუნება გამოიწვევს მის სწრაფ გაგრილებას, თუ ამას ხელს არ შეუშლიდა საპირისპირო პროცესი - დედამიწის ზედაპირის მიერ მზის და ატმოსფერული გამოსხივების შეწოვა. დედამიწის ზედაპირის აბსოლუტური ტემპერატურა 190-დან 350 კმ-მდეა. ასეთ ტემპერატურაზე გამოსხივებულ გამოსხივებას პრაქტიკულად აქვს ტალღის სიგრძე 4–120 μm დიაპაზონში, ხოლო მაქსიმალური ენერგია 10–15 μm. ამიტომ, მთელი ეს გამოსხივება არის ინფრაწითელი, არ აღიქმება თვალით.

კონტრ-რადიაციული ან საწინააღმდეგო გამოსხივება

ატმოსფერო თბება, შთანთქავს როგორც მზის რადიაციას (თუმცა შედარებით მცირე წილად, მისი მთლიანი რაოდენობის დაახლოებით 15% მოდის დედამიწაზე), ასევე დედამიწის ზედაპირის საკუთარ გამოსხივებას. გარდა ამისა, იგი იღებს სითბოს დედამიწის ზედაპირიდან გამტარობით, ასევე დედამიწის ზედაპირიდან აორთქლებული წყლის ორთქლის კონდენსაციის გზით. გახურებული ატმოსფერო თავისთავად ასხივებს. ისევე როგორც დედამიწის ზედაპირი, ის ასხივებს უხილავ ინფრაწითელ გამოსხივებას დაახლოებით იმავე ტალღის სიგრძის დიაპაზონში.

ატმოსფერული გამოსხივების უმეტესი ნაწილი (70%) მოდის დედამიწის ზედაპირზე, დანარჩენი მიდის მსოფლიო სივრცეში. ატმოსფერულ გამოსხივებას, რომელიც აღწევს დედამიწის ზედაპირს, ეწოდება კონტრგამოსხივება. ეა, ვინაიდან ის მიმართულია დედამიწის ზედაპირის საკუთარი გამოსხივებისკენ. დედამიწის ზედაპირი თითქმის მთლიანად შთანთქავს საპირისპირო გამოსხივებას (95–99%). ამრიგად, კონტრგამოსხივება არის დედამიწის ზედაპირისთვის სითბოს მნიშვნელოვანი წყარო, გარდა შთანთქმული მზის რადიაციისა. მრიცხველის გამოსხივება იზრდება ღრუბლიანობის მატებასთან ერთად, რადგან ღრუბლები თავად ასხივებენ ძლიერად.

ატმოსფეროში მთავარი ნივთიერება, რომელიც შთანთქავს ხმელეთის რადიაციას და აგზავნის უკან გამოსხივებას, არის წყლის ორთქლი. ის შთანთქავს ინფრაწითელ გამოსხივებას სპექტრის დიდ რეგიონში - 4,5-დან 80 მიკრონიმდე, გარდა 8,5-დან 12 მიკრონს შორის ინტერვალისა.

ნახშირბადის მონოქსიდი (ნახშირორჟანგი) ძლიერად შთანთქავს ინფრაწითელ გამოსხივებას, მაგრამ მხოლოდ სპექტრის ვიწრო რეგიონში; ოზონი უფრო სუსტია და ასევე სპექტრის ვიწრო რეგიონში. მართალია, ნახშირორჟანგისა და ოზონის მიერ შეწოვა მოდის ტალღებზე, რომელთა ენერგია ხმელეთის გამოსხივების სპექტრში ახლოსაა მაქსიმუმთან (7-15 მკმ).

მრიცხველის გამოსხივება ყოველთვის გარკვეულწილად ნაკლებია, ვიდრე ხმელეთის გამოსხივება. ამრიგად, დედამიწის ზედაპირი კარგავს სითბოს საკუთარ და კონტრ გამოსხივებას შორის დადებითი სხვაობის გამო. დედამიწის ზედაპირის თვითგამოსხივებასა და ატმოსფეროს საწინააღმდეგო გამოსხივებას შორის განსხვავებას ეფექტური გამოსხივება ეწოდება. ე e:

ე e = ე s- ეა.

ეფექტური გამოსხივება არის რადიაციული ენერგიის და, შესაბამისად, სითბოს წმინდა დაკარგვა დედამიწის ზედაპირიდან ღამით. თვითგამოსხივება შეიძლება განისაზღვროს შტეფან-ბოლცმანის კანონის მიხედვით, დედამიწის ზედაპირის ტემპერატურის ცოდნით, ხოლო კონტრ-გამოსხივება შეიძლება გამოითვალოს ზემოთ მოცემული ფორმულით.

ეფექტური გამოსხივება წმინდა ღამეებში არის დაახლოებით 0,07–0,10 კვტ/მ 2 დაბლობ სადგურებზე ზომიერ განედებზე და 0,14 კვტ/მ 2-მდე მაღალი სიმაღლის სადგურებზე (სადაც მრიცხველი გამოსხივება ნაკლებია). მოღრუბლულობის მატებასთან ერთად, რაც ზრდის კონტრადიანტობას, ეფექტური გამოსხივება მცირდება. მოღრუბლულ ამინდში გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე წმინდა ამინდში; შესაბამისად, დედამიწის ზედაპირის ღამის გაციებაც ნაკლებია.

ეფექტური გამოსხივება, რა თქმა უნდა, ასევე არსებობს დღის საათებში. მაგრამ დღის განმავლობაში ის იბლოკება ან ნაწილობრივ კომპენსირდება შთანთქმის მზის გამოსხივებით. ამრიგად, დედამიწის ზედაპირი დღისით უფრო თბილია, ვიდრე ღამით, მაგრამ ეფექტური გამოსხივება დღის განმავლობაში უფრო დიდია.

საშუალოდ, დედამიწის ზედაპირი საშუალო განედებში ეფექტური გამოსხივების შედეგად კარგავს სითბოს დაახლოებით ნახევარს, რომელსაც ის იღებს შთანთქმული რადიაციისგან.

ხმელეთის რადიაციის შთანთქმით და დედამიწის ზედაპირზე საპირისპირო გამოსხივების გაგზავნით, ატმოსფერო ამით ამცირებს ამ უკანასკნელის გაგრილებას ღამით. დღის განმავლობაში ის ნაკლებად უშლის ხელს დედამიწის ზედაპირის მზის სხივების გაცხელებას. ატმოსფეროს ამ გავლენას დედამიწის ზედაპირის თერმულ რეჟიმზე ეწოდება სათბურის ეფექტი ან სათბურის ეფექტი სათბურის სათბურების მოქმედების გარეგანი ანალოგიის გამო.

დედამიწის ზედაპირის რადიაციული ბალანსი

შთანთქმის გამოსხივებასა და ეფექტურ გამოსხივებას შორის განსხვავებას ეწოდება დედამიწის ზედაპირის რადიაციული ბალანსი:

AT=(სცოდვა თ + დ)(1 – მაგრამ) – ეე.

ღამით, როდესაც არ არის მთლიანი გამოსხივება, უარყოფითი გამოსხივების ბალანსი უდრის ეფექტურ გამოსხივებას.

რადიაციული ბალანსი იცვლება ღამის უარყოფითი მნიშვნელობებიდან დღის დადებით მნიშვნელობებამდე მზის ამოსვლის შემდეგ 10-15° სიმაღლეზე. დადებითიდან უარყოფით მნიშვნელობებამდე ის გადის მზის ჩასვლამდე ჰორიზონტის ზემოთ იმავე სიმაღლეზე. თოვლის საფარის თანდასწრებით, რადიაციული ბალანსი დადებითი ხდება მხოლოდ მზის სიმაღლეზე დაახლოებით 20-25 o, რადგან დიდი თოვლის ალბედოს შემთხვევაში, მისი მთლიანი რადიაციის შთანთქმა მცირეა. დღის განმავლობაში რადიაციული ბალანსი იზრდება მზის სიმაღლის მატებასთან ერთად და მცირდება მისი კლებასთან ერთად.

რადიაციული ბალანსის საშუალო შუადღის მნიშვნელობები მოსკოვში ზაფხულში მოწმენდილი ცით, ციტირებულია S.P. ხრომოვმა და მ.ა. პეტროსიანცი (2004) არის დაახლოებით 0,51 კვტ/მ 2, ზამთარში მხოლოდ 0,03 კვტ/მ 2, ზაფხულში საშუალო ღრუბლიანობის ქვეშ დაახლოებით 0,3 კვტ/მ 2, ხოლო ზამთარში ისინი ნულს უახლოვდებიან.

მზე ასხივებს უზარმაზარ ენერგიას - დაახლოებით 1,1x1020 კვტ/სთ წამში. კილოვატი საათი არის ენერგიის რაოდენობა, რომელიც საჭიროა 100 ვატიანი ინკანდესენტური ნათურის 10 საათის განმავლობაში მუშაობისთვის. დედამიწის ატმოსფეროს გარე ფენები წყვეტენ მზის მიერ გამოსხივებული ენერგიის დაახლოებით მემილიონედს, ანუ დაახლოებით 1500 კვადრილონი (1,5 x 1018) კვტ/სთ ყოველწლიურად. თუმცა, ატმოსფერული გაზებისა და აეროზოლების მიერ ასახვის, გაფანტვისა და შთანთქმის გამო, მთელი ენერგიის მხოლოდ 47%, ანუ დაახლოებით 700 კვადრილონი (7 x 1017) კვტ/სთ აღწევს დედამიწის ზედაპირს.

მზის გამოსხივება დედამიწის ატმოსფეროში იყოფა ეგრეთ წოდებულ პირდაპირ გამოსხივებად და მიმოფანტულია ატმოსფეროში შემავალი ჰაერის, მტვრის, წყლის და ა.შ ნაწილაკებით. მათი ჯამი ქმნის მზის მთლიან გამოსხივებას. ენერგიის რაოდენობა, რომელიც ეცემა ერთეულ ფართობზე დროის ერთეულზე, დამოკიდებულია რამდენიმე ფაქტორზე:

• გრძედი
• წლის ადგილობრივი კლიმატური სეზონი
• ზედაპირის დახრილობის კუთხე მზის მიმართ.

დრო და გეოგრაფიული მდებარეობა

მზის ენერგიის რაოდენობა, რომელიც მოდის დედამიწის ზედაპირზე, იცვლება მზის მოძრაობის გამო. ეს ცვლილებები დამოკიდებულია დღის დროზე და სეზონზე. როგორც წესი, უფრო მეტი მზის რადიაცია ეცემა დედამიწას შუადღისას, ვიდრე დილით ადრე ან გვიან საღამოს. შუადღისას მზე ჰორიზონტზე მაღლა დგას და დედამიწის ატმოსფეროში მზის სხივების გზის სიგრძე მცირდება. შესაბამისად, ნაკლები მზის რადიაცია იფანტება და შეიწოვება, რაც იმას ნიშნავს, რომ მეტი აღწევს ზედაპირზე.

მზის ენერგიის რაოდენობა, რომელიც აღწევს დედამიწის ზედაპირს, განსხვავდება საშუალო წლიური მნიშვნელობისგან: ზამთარში - 0,8 კვტ/სთ/მ2-ზე ნაკლები დღეში ჩრდილოეთ ევროპაში და 4 კვტ/მ2-ზე მეტი დღეში ზაფხულში იმავე რეგიონში. განსხვავება მცირდება ეკვატორთან მიახლოებისას.

მზის ენერგიის რაოდენობა ასევე დამოკიდებულია უბნის გეოგრაფიულ მდებარეობაზე: რაც უფრო ახლოს არის ეკვატორთან, მით უფრო დიდია იგი. მაგალითად, ჰორიზონტალურ ზედაპირზე მზის ჯამური გამოსხივების წლიური ინციდენტი არის: ცენტრალურ ევროპაში, ცენტრალურ აზიასა და კანადაში - დაახლოებით 1000 კვტ/სთ/მ2; ხმელთაშუა ზღვაში - დაახლოებით 1700 კვტ/მ2; აფრიკის, ახლო აღმოსავლეთისა და ავსტრალიის უმეტეს უდაბნო რეგიონებში, დაახლოებით 2200 კვტ/სთ/მ2.

ამრიგად, მზის რადიაციის რაოდენობა მნიშვნელოვნად განსხვავდება წელიწადის დროიდან და გეოგრაფიული მდებარეობიდან გამომდინარე (იხ. ცხრილი). ეს ფაქტორი მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული მზის ენერგიის გამოყენებისას.

	სამხრეთ ევროპა	ცენტრალური ევროპა	ჩრდილოეთ ევროპა	კარიბის ზღვის რეგიონი
იანვარი	2,6	1,7	0,8	5,1
თებერვალი	3,9	3,2	1,5	5,6
მარტი	4,6	3,6	2,6	6,0
აპრილი	5,9	4,7	3,4	6,2
მაისი	6,3	5,3	4,2	6,1
ივნისი	6,9	5,9	5,0	5,9
ივლისი	7,5	6,0	4,4	6,0
აგვისტო	6,6	5,3	4,0	6,1
სექტემბერი	5,5	4,4	3,3	5,7
ოქტომბერი	4,5	3,3	2,1	5,3
ნოემბერი	3,0	2,1	1,2	5,1
დეკემბერი	2,7	1,7	0,8	4,8
წელი	5,0	3,9	2,8	5,7

ღრუბლების გავლენა მზის ენერგიაზე

მზის რადიაციის რაოდენობა, რომელიც აღწევს დედამიწის ზედაპირზე, დამოკიდებულია სხვადასხვა ატმოსფერულ მოვლენებზე და მზის პოზიციაზე, როგორც დღის განმავლობაში, ასევე მთელი წლის განმავლობაში. ღრუბლები არის მთავარი ატმოსფერული ფენომენი, რომელიც განსაზღვრავს მზის რადიაციის რაოდენობას, რომელიც აღწევს დედამიწის ზედაპირზე. დედამიწის ნებისმიერ წერტილში მზის გამოსხივება, რომელიც აღწევს დედამიწის ზედაპირს, მცირდება ღრუბლიანობის მატებასთან ერთად. შესაბამისად, ქვეყნები უპირატესად მოღრუბლული ამინდით იღებენ მზის ნაკლებ გამოსხივებას, ვიდრე უდაბნოები, სადაც ამინდი ძირითადად უღრუბლოა.

ღრუბლების ფორმირებაზე გავლენას ახდენს ისეთი ადგილობრივი მახასიათებლების არსებობა, როგორიცაა მთები, ზღვები და ოკეანეები, ასევე დიდი ტბები. აქედან გამომდინარე, მზის რადიაციის მიღებული რაოდენობა ამ ადგილებში და მათ მიმდებარე რეგიონებში შეიძლება განსხვავდებოდეს. მაგალითად, მთებმა შეიძლება მიიღონ ნაკლები მზის რადიაცია, ვიდრე მიმდებარე მთისწინეთი და დაბლობები. მთებისკენ უბერავი ქარი იწვევს ჰაერის ნაწილის ამაღლებას და ჰაერის ტენის გაციებისას ღრუბლების ფორმირებას ახდენს. მზის რადიაციის რაოდენობა სანაპირო რაიონებში ასევე შეიძლება განსხვავდებოდეს შიდა ტერიტორიებზე დაფიქსირებული რადიაციისგან.

დღის განმავლობაში მიღებული მზის ენერგიის რაოდენობა დიდწილად დამოკიდებულია ადგილობრივ ატმოსფერულ მოვლენებზე. შუადღისას მოწმენდილი ცა, სულ მზის

ჰორიზონტალურ ზედაპირზე ჩამოვარდნილმა რადიაციამ შეიძლება მიაღწიოს (მაგალითად, ცენტრალურ ევროპაში) მნიშვნელობას 1000 ვტ/მ2 (ძალიან ხელსაყრელ ამინდში ეს მაჩვენებელი შეიძლება იყოს უფრო მაღალი), ხოლო ძალიან მოღრუბლულ ამინდში 100 ვტ/მ2-ზე დაბალია. შუადღე.

ატმოსფერული დაბინძურების ეფექტი მზის ენერგიაზე

ანთროპოგენურ და ბუნებრივ მოვლენებს ასევე შეუძლიათ შეზღუდონ მზის რადიაციის რაოდენობა, რომელიც აღწევს დედამიწის ზედაპირზე. ურბანული სმოგი, ტყის ხანძრის კვამლი და ჰაეროვანი ვულკანური ფერფლი ამცირებს მზის ენერგიის გამოყენებას მზის გამოსხივების დისპერსიისა და შთანთქმის გაზრდით. ანუ ეს ფაქტორები უფრო დიდ გავლენას ახდენენ მზის პირდაპირ გამოსხივებაზე, ვიდრე მთლიანზე. ჰაერის ძლიერი დაბინძურებით, მაგალითად, სმოგით, პირდაპირი გამოსხივება მცირდება 40%-ით, ხოლო მთლიანი - მხოლოდ 15-25%-ით. ძლიერ ვულკანურ ამოფრქვევას შეუძლია შეამციროს და დედამიწის ზედაპირის დიდ ფართობზე მზის პირდაპირი გამოსხივება 20%-ით, ხოლო მთლიანი - 10%-ით 6 თვიდან 2 წლამდე პერიოდის განმავლობაში. ატმოსფეროში ვულკანური ფერფლის რაოდენობის შემცირებით, ეფექტი სუსტდება, მაგრამ სრული აღდგენის პროცესს შეიძლება რამდენიმე წელი დასჭირდეს.

მზის ენერგიის პოტენციალი

მზე გვაწვდის 10000-ჯერ მეტ უფასო ენერგიას, ვიდრე რეალურად გამოიყენება მთელ მსოფლიოში. მხოლოდ გლობალური კომერციული ბაზარი ყიდულობს და ყიდის სულ რაღაც 85 ტრილიონ (8,5 x 1013) კვტ/სთ ენერგიას წელიწადში. ვინაიდან შეუძლებელია მთელი პროცესის თვალყურის დევნება, შეუძლებელია დარწმუნებით იმის თქმა, თუ რამდენ ენერგიას მოიხმარენ ადამიანები (მაგალითად, რამდენ შეშა და სასუქი გროვდება და იწვება, რამდენი წყალი გამოიყენება მექანიკური ან ელექტროენერგიის წარმოებისთვის. ენერგია). ზოგიერთი ექსპერტის შეფასებით, ასეთი არაკომერციული ენერგია შეადგენს მთელი მოხმარებული ენერგიის მეხუთედს. მაგრამ მაშინაც კი, თუ ეს ასეა, მაშინ კაცობრიობის მიერ წლის განმავლობაში მოხმარებული მთლიანი ენერგია არის მზის ენერგიის მხოლოდ დაახლოებით შვიდიათასედი, რომელიც ხვდება დედამიწის ზედაპირზე იმავე პერიოდში.

განვითარებულ ქვეყნებში, როგორიცაა აშშ, ენერგიის მოხმარება არის დაახლოებით 25 ტრილიონი (2,5 x 1013) კვტ/სთ წელიწადში, რაც შეესაბამება დღეში 260 კვტ/სთ-ზე მეტს ერთ ადამიანზე. ეს არის 100-ზე მეტი 100 ვტ-ზე მეტი ინკანდესენტური ნათურის გაშვების ექვივალენტი მთელი დღის განმავლობაში. აშშ-ის საშუალო მოქალაქე მოიხმარს 33-ჯერ მეტ ენერგიას ვიდრე ინდოელი, 13-ჯერ მეტ ენერგიას ვიდრე ჩინელი, ორნახევარჯერ მეტ ენერგიას ვიდრე იაპონელი და ორჯერ მეტ ენერგიას ვიდრე შვედი.

მზის ენერგიის რაოდენობა, რომელიც აღწევს დედამიწის ზედაპირს, ბევრჯერ აღემატება მის მოხმარებას, ისეთ ქვეყნებშიც კი, როგორიცაა შეერთებული შტატები, სადაც ენერგიის მოხმარება უზარმაზარია. თუ ქვეყნის ტერიტორიის მხოლოდ 1% გამოიყენებოდა მზის მოწყობილობების (ფოტოელექტრული პანელები ან მზის ცხელი წყლის სისტემები) 10%-იანი ეფექტურობით მომუშავე, მაშინ აშშ სრულად მიეწოდებოდა ენერგიით. იგივე შეიძლება ითქვას ყველა სხვა განვითარებულ ქვეყანაზე. თუმცა, გარკვეული თვალსაზრისით, ეს არარეალურია - ჯერ ერთი, ფოტოელექტრული სისტემების მაღალი ღირებულების გამო და მეორეც, შეუძლებელია ასეთი დიდი ტერიტორიების მზის მოწყობილობებით დაფარვა ეკოსისტემას ზიანის მიყენების გარეშე. მაგრამ თავად პრინციპი სწორია.

შესაძლებელია იმავე ტერიტორიის დაფარვა შენობების სახურავებზე, სახლებზე, გზის პირას, წინასწარ განსაზღვრულ მიწის ნაკვეთებზე და ა.შ. დანადგარების დაშლით. გარდა ამისა, ბევრ ქვეყანაში უკვე მიწის 1%-ზე მეტია გამოყოფილი ენერგიის მოპოვებაზე, კონვერტაციაზე, წარმოებასა და ტრანსპორტირებაზე. და რადგან ამ ენერგიის უმეტესი ნაწილი არ არის განახლებადი ადამიანის არსებობის მასშტაბით, ამ სახის ენერგიის წარმოება ბევრად უფრო საზიანოა გარემოსთვის, ვიდრე მზის სისტემები.

სითბოს წყაროები. თერმული ენერგია გადამწყვეტ როლს თამაშობს ატმოსფეროს ცხოვრებაში. ამ ენერგიის მთავარი წყარო მზეა. რაც შეეხება მთვარის, პლანეტების და ვარსკვლავების თერმულ გამოსხივებას, ის დედამიწისთვის იმდენად უმნიშვნელოა, რომ პრაქტიკაში მისი გათვალისწინება შეუძლებელია. გაცილებით მეტ თერმული ენერგიას უზრუნველყოფს დედამიწის შიდა სითბო. გეოფიზიკოსების გამოთვლებით, დედამიწის ნაწლავებიდან სითბოს მუდმივი შემოდინება დედამიწის ზედაპირის ტემპერატურას 0,1-ით ზრდის. მაგრამ სითბოს ასეთი შემოდინება ჯერ კიდევ იმდენად მცირეა, რომ არც მისი გათვალისწინებაა საჭირო. ამრიგად, მხოლოდ მზე შეიძლება ჩაითვალოს თერმული ენერგიის ერთადერთ წყაროდ დედამიწის ზედაპირზე.

Მზის რადიაცია. მზე, რომელსაც აქვს ფოტოსფეროს (გამოსხივებული ზედაპირის) ტემპერატურა დაახლოებით 6000°, ასხივებს ენერგიას კოსმოსში ყველა მიმართულებით. ამ ენერგიის ნაწილი პარალელური მზის სხივების უზარმაზარი სხივის სახით დედამიწას ეცემა. მზის ენერგია, რომელიც აღწევს დედამიწის ზედაპირს მზის პირდაპირი სხივების სახით, ეწოდება მზის პირდაპირი გამოსხივება.მაგრამ დედამიწისკენ მიმართული მზის ყველა გამოსხივება არ აღწევს დედამიწის ზედაპირს, რადგან მზის სხივები, რომლებიც გადის ატმოსფეროს მძლავრ ფენაში, ნაწილობრივ შეიწოვება მასში, ნაწილობრივ მიმოფანტულია მოლეკულებით და ჰაერის შეჩერებული ნაწილაკებით, ზოგიერთი მათგანი აისახება ღრუბლები. მზის ენერგიის იმ ნაწილს, რომელიც ატმოსფეროში იშლება, ეწოდება გაფანტული გამოსხივება.გაფანტული მზის გამოსხივება ვრცელდება ატმოსფეროში და აღწევს დედამიწის ზედაპირს. ჩვენ აღვიქვამთ ამ ტიპის გამოსხივებას, როგორც დღის ერთგვაროვან შუქს, როდესაც მზე მთლიანად დაფარულია ღრუბლებით ან ახლახან გაქრა ჰორიზონტის ქვემოთ.

მზის პირდაპირი და დიფუზური გამოსხივება, რომელიც აღწევს დედამიწის ზედაპირს, მთლიანად არ შეიწოვება. მზის გამოსხივების ნაწილი ირეკლება დედამიწის ზედაპირიდან უკან ატმოსფეროში და იქ არის სხივების ნაკადის სახით, ე.წ. ასახული მზის გამოსხივება.

მზის რადიაციის შემადგენლობა ძალიან რთულია, რაც დაკავშირებულია მზის სხივური ზედაპირის ძალიან მაღალ ტემპერატურასთან. პირობითად, ტალღის სიგრძის მიხედვით, მზის გამოსხივების სპექტრი იყოფა სამ ნაწილად: ულტრაიისფერი (η<0,4<μ видимую глазом (η 0.4μ-დან 0.76μ-მდე) და ინფრაწითელი (η >0.76μ). მზის ფოტოსფეროს ტემპერატურის გარდა, დედამიწის ზედაპირთან ახლოს მზის რადიაციის შემადგენლობაზე ასევე მოქმედებს მზის სხივების ნაწილის შეწოვა და გაფანტვა, როდესაც ისინი დედამიწის ჰაერის გარსში გადიან. ამ მხრივ, მზის რადიაციის შემადგენლობა ატმოსფეროს ზედა საზღვარზე და დედამიწის ზედაპირთან ახლოს იქნება განსხვავებული. თეორიული გამოთვლებისა და დაკვირვებების საფუძველზე დადგინდა, რომ ატმოსფეროს საზღვარზე ულტრაიისფერი გამოსხივება შეადგენს 5%, ხილული სხივები - 52% და ინფრაწითელი - 43%. დედამიწის ზედაპირზე (მზის სიმაღლეზე 40 °), ულტრაიისფერი სხივები შეადგენს მხოლოდ 1%, ხილული - 40%, ხოლო ინფრაწითელი - 59%.

მზის გამოსხივების ინტენსივობა. მზის პირდაპირი გამოსხივების ინტენსივობის ქვეშ გაიგეთ სითბოს რაოდენობა 1 წუთში მიღებულ კალორიებში. ზედაპირის მიერ მზის სხივური ენერგიისგან 1-ში სმ 2,მოთავსებულია მზის პერპენდიკულარულად.

მზის პირდაპირი გამოსხივების ინტენსივობის გასაზომად გამოიყენება სპეციალური ხელსაწყოები - აქტინომეტრები და პირჰელიომეტრები; გაფანტული გამოსხივების რაოდენობა განისაზღვრება პირანომეტრით. მზის გამოსხივების მოქმედების ხანგრძლივობის ავტომატური აღრიცხვა ხორციელდება აქტინოგრაფებითა და ჰელიოგრაფიებით. მზის გამოსხივების სპექტრული ინტენსივობა განისაზღვრება სპექტრობოლოგრაფიით.

ატმოსფეროს საზღვარზე, სადაც გამორიცხულია დედამიწის ჰაერის გარსის შთამნთქმელი და გაფანტული ეფექტი, მზის პირდაპირი გამოსხივების ინტენსივობა არის დაახლოებით 2. განავალი 1-ისთვის სმ 2ზედაპირები 1 წუთში. ეს მნიშვნელობა ე.წ მზის მუდმივი.მზის გამოსხივების ინტენსივობა 2-ში განავალი 1-ისთვის სმ 2 1 წუთში. ისეთ დიდ სითბოს იძლევა წლის განმავლობაში, რომ საკმარისი იქნება ყინულის ფენის დნობა 35 მსქელი, თუ ასეთი ფენა მთელ დედამიწის ზედაპირს ფარავდა.

მზის გამოსხივების ინტენსივობის მრავალრიცხოვანი გაზომვები იძლევა იმის დასაჯერებლად, რომ მზის ენერგიის რაოდენობა, რომელიც მოდის დედამიწის ატმოსფეროს ზედა საზღვართან, განიცდის რყევებს რამდენიმე პროცენტის ოდენობით. რხევები პერიოდული და არაპერიოდული ხასიათისაა, როგორც ჩანს, დაკავშირებულია თავად მზეზე მიმდინარე პროცესებთან.

გარდა ამისა, მზის გამოსხივების ინტენსივობის გარკვეული ცვლილება ხდება წლის განმავლობაში იმის გამო, რომ დედამიწა თავის წლიურ ბრუნვაში მოძრაობს არა წრეში, არამედ ელიფსში, რომლის ერთ-ერთ კერაში არის მზე. ამ მხრივ იცვლება დედამიწიდან მზემდე მანძილი და, შესაბამისად, ხდება მზის გამოსხივების ინტენსივობის რყევა. ყველაზე დიდი ინტენსივობა შეინიშნება დაახლოებით 3 იანვარს, როდესაც დედამიწა ყველაზე ახლოს არის მზესთან, ხოლო ყველაზე მცირე დაახლოებით 5 ივლისს, როდესაც დედამიწა მზიდან მაქსიმალურ მანძილზეა.

ამ მიზეზით, მზის გამოსხივების ინტენსივობის რყევა ძალიან მცირეა და შეიძლება მხოლოდ თეორიული ინტერესის მომტანი იყოს. (მაქსიმალურ მანძილზე ენერგიის რაოდენობა დაკავშირებულია ენერგიის რაოდენობასთან მინიმალურ მანძილზე, როგორც 100:107, ანუ განსხვავება სრულიად უმნიშვნელოა.)

დედამიწის ზედაპირის დასხივების პირობები. მხოლოდ დედამიწის სფერული ფორმა იწვევს იმ ფაქტს, რომ მზის სხივური ენერგია დედამიწის ზედაპირზე ძალიან არათანაბრად ნაწილდება. ასე რომ, გაზაფხულისა და შემოდგომის ბუნიობის დღეებში (21 მარტი და 23 სექტემბერი), მხოლოდ შუადღისას ეკვატორზე, სხივების დაცემის კუთხე იქნება 90 ° (ნახ. 30) და როდესაც ის უახლოვდება პოლუსებს, ის შემცირდება 90-დან 0 °-მდე. ამრიგად,

თუ ეკვატორზე მიღებული გამოსხივების რაოდენობა მიიღება 1-ად, მაშინ მე-60 პარალელზე გამოსახული იქნება 0,5-ით, ხოლო პოლუსზე 0-ის ტოლი იქნება.

გარდა ამისა, გლობუსს აქვს ყოველდღიური და წლიური მოძრაობა, ხოლო დედამიწის ღერძი ორბიტის სიბრტყისკენ არის დახრილი 66 °.5-ით. ამ დახრილობის გამო ეკვატორის სიბრტყესა და ორბიტის სიბრტყეს შორის წარმოიქმნება კუთხე 23° 30 გ. ეს გარემოება განაპირობებს იმას, რომ იმავე განედებზე მზის სხივების დაცემის კუთხეები იცვლება 47-ის ფარგლებში. ° (23.5 + 23.5) .

წელიწადის დროიდან გამომდინარე, იცვლება არა მხოლოდ სხივების დაცემის კუთხე, არამედ განათების ხანგრძლივობაც. თუ ტროპიკულ ქვეყნებში წელიწადის ყველა დროს დღე და ღამის ხანგრძლივობა დაახლოებით ერთნაირია, მაშინ პოლარულ ქვეყნებში, პირიქით, ძალიან განსხვავებულია. მაგალითად, 70° ჩრდილო. შ. ზაფხულში, მზე არ ჩადის 65 დღის განმავლობაში, 80 ° N-ზე. შ.- 134, ხოლო ბოძზე -186. ამის გამო, ჩრდილოეთ პოლუსზე, რადიაცია ზაფხულის მზედგომის დღეს (22 ივნისი) 36%-ით მეტია, ვიდრე ეკვატორზე. რაც შეეხება მთელი ზაფხულის ნახევარ წელს, პოლუსის მიერ მიღებული სითბოსა და სინათლის საერთო რაოდენობა მხოლოდ 17%-ით ნაკლებია, ვიდრე ეკვატორზე. ამრიგად, ზაფხულში პოლარულ ქვეყნებში, განათების ხანგრძლივობა დიდწილად ანაზღაურებს რადიაციის ნაკლებობას, რაც სხივების დაცემის მცირე კუთხის შედეგია. წლის ზამთრის ნახევარში სურათი სრულიად განსხვავებულია: რადიაციის რაოდენობა იმავე ჩრდილოეთ პოლუსზე იქნება 0. შედეგად, წლის განმავლობაში, პოლუსზე გამოსხივების საშუალო რაოდენობა 2,4-ით ნაკლებია, ვიდრე ეკვატორზე. . ყოველივე ნათქვამიდან გამომდინარეობს, რომ მზის ენერგიის რაოდენობა, რომელსაც დედამიწა იღებს რადიაციის საშუალებით, განისაზღვრება სხივების დაცემის კუთხით და ექსპოზიციის ხანგრძლივობით.

სხვადასხვა განედებზე ატმოსფეროს არარსებობის შემთხვევაში, დედამიწის ზედაპირი მიიღებს სითბოს შემდეგ რაოდენობას დღეში, გამოსახული 1 კალორიაში. სმ 2(იხ. ცხრილი 92 გვერდზე).

ცხრილში მოცემული გამოსხივების განაწილებას დედამიწის ზედაპირზე ჩვეულებრივ უწოდებენ მზის კლიმატი.ვიმეორებთ, რომ რადიაციის ასეთი განაწილება გვაქვს მხოლოდ ატმოსფეროს ზედა საზღვარზე.

ატმოსფეროში მზის გამოსხივების შესუსტება. აქამდე ვსაუბრობდით დედამიწის ზედაპირზე მზის სითბოს განაწილების პირობებზე, ატმოსფეროს გათვალისწინების გარეშე. იმავდროულად, ამ შემთხვევაში ატმოსფეროს დიდი მნიშვნელობა აქვს. მზის რადიაცია, რომელიც გადის ატმოსფეროში, განიცდის დისპერსიას და, გარდა ამისა, შთანთქმას. ორივე ეს პროცესი ერთად დიდწილად აქვეითებს მზის გამოსხივებას.

მზის სხივები, რომლებიც გადის ატმოსფეროში, პირველ რიგში განიცდის გაფანტვას (დიფუზიას). გაფანტვა იქმნება იმით, რომ ჰაერის მოლეკულებიდან და ჰაერში არსებული მყარი და თხევადი სხეულების ნაწილაკებიდან გარდამტეხი და არეკლილი სინათლის სხივები პირდაპირ გზას გადაუხვევს. რომმართლაც "გავრცელდა".

გაფანტვა მნიშვნელოვნად ასუსტებს მზის გამოსხივებას. წყლის ორთქლისა და განსაკუთრებით მტვრის ნაწილაკების რაოდენობის მატებასთან ერთად, დისპერსია იზრდება და გამოსხივება სუსტდება. დიდ ქალაქებსა და უდაბნოებში, სადაც ჰაერში მტვრის შემცველობა ყველაზე დიდია, დისპერსიულობა ასუსტებს რადიაციის ძალას 30-45%-ით. გაფანტვის გამო მიიღება დღის სინათლე, რომელიც ანათებს ობიექტებს, მაშინაც კი, თუ მზის სხივები მათ პირდაპირ არ ეცემა. გაფანტვა განსაზღვრავს ცის ფერს.

ახლა მოდით ვისაუბროთ ატმოსფეროს უნარზე, შთანთქას მზის გასხივოსნებული ენერგია. ძირითადი აირები, რომლებიც ქმნიან ატმოსფეროს, შედარებით მცირედ შთანთქავენ გასხივოსნებულ ენერგიას. მინარევები (წყლის ორთქლი, ოზონი, ნახშირორჟანგი და მტვერი), პირიქით, გამოირჩევა მაღალი შთანთქმის უნარით.

ტროპოსფეროში ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაზავია წყლის ორთქლი. ისინი შთანთქავენ განსაკუთრებით ძლიერ ინფრაწითელ (გრძელ ტალღას), ანუ უპირატესად თერმულ სხივებს. და რაც მეტია წყლის ორთქლი ატმოსფეროში, ბუნებრივად მეტი და. შთანთქმის. ატმოსფეროში წყლის ორთქლის რაოდენობა დიდ ცვლილებებს ექვემდებარება. ბუნებრივ პირობებში ის მერყეობს 0,01-დან 4%-მდე (მოცულობით).

ოზონი ძალიან შთამნთქმელია. ოზონის მნიშვნელოვანი ნაზავი, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, არის სტრატოსფეროს ქვედა ფენებში (ტროპოპაუზის ზემოთ). ოზონი თითქმის მთლიანად შთანთქავს ულტრაიისფერ (მოკლეტალღოვან) სხივებს.

ნახშირორჟანგი ასევე ძალიან შთამნთქმელია. ის შთანთქავს ძირითადად გრძელტალღებს, ანუ უპირატესად თერმულ სხივებს.

ჰაერში არსებული მტვერი ასევე შთანთქავს მზის გამოსხივების ნაწილს. მზის ზემოქმედების ქვეშ გაცხელებამ შეიძლება მნიშვნელოვნად გაზარდოს ჰაერის ტემპერატურა.

დედამიწაზე შემომავალი მზის ენერგიის მთლიანი რაოდენობით, ატმოსფერო შთანთქავს მხოლოდ 15%-ს.

მზის რადიაციის შესუსტება ატმოსფეროს მიერ გაფანტვით და შთანთქმით ძალიან განსხვავებულია დედამიწის სხვადასხვა განედებზე. ეს განსხვავება პირველ რიგში დამოკიდებულია სხივების დაცემის კუთხეზე. მზის ზენიტულ პოზიციაზე ვერტიკალურად ჩამოვარდნილი სხივები უმოკლეს გზაზე კვეთს ატმოსფეროს. დაცემის კუთხის კლებასთან ერთად, სხივების გზა გრძელდება და მზის გამოსხივების შესუსტება უფრო მნიშვნელოვანი ხდება. ეს უკანასკნელი ნათლად ჩანს ნახატიდან (სურ. 31) და მიმაგრებული ცხრილიდან (ცხრილში მზის სხივის გზა მზის ზენიტულ პოზიციაზე ერთიანობად არის აღებული).

სხივების დაცემის კუთხიდან გამომდინარე, იცვლება არა მხოლოდ სხივების რაოდენობა, არამედ მათი ხარისხიც. იმ პერიოდში, როდესაც მზე ზენიტშია (ზენიტზე), ულტრაიისფერი სხივები შეადგენს 4%-ს.

ხილული - 44% და ინფრაწითელი - 52%. მზის პოზიციაზე ჰორიზონტზე საერთოდ არ არის ულტრაიისფერი სხივები, ხილული 28% და ინფრაწითელი 72%.

მზის რადიაციაზე ატმოსფეროს გავლენის სირთულეს ამძიმებს ის ფაქტი, რომ მისი გადაცემის სიმძლავრე მნიშვნელოვნად განსხვავდება წელიწადის დროიდან და ამინდის პირობებიდან გამომდინარე. ასე რომ, თუ ცა ყოველთვის უღრუბლო რჩებოდა, მაშინ მზის რადიაციის შემოდინების წლიური კურსი სხვადასხვა განედებზე გრაფიკულად შეიძლება გამოისახოს შემდეგნაირად (ნახ. 32). ნახატიდან ნათლად ჩანს, რომ მოსკოვის უღრუბლო ცაში მაისი, ივნისი და ივლისი მზის რადიაცია უფრო მეტს გამოიმუშავებს, ვიდრე ეკვატორზე. ანალოგიურად, მაისის მეორე ნახევარში, ივნისში და ივლისის პირველ ნახევარში, ჩრდილოეთ პოლუსზე მეტი სითბო წარმოიქმნება, ვიდრე ეკვატორზე და მოსკოვში. ვიმეორებთ, რომ ასე იქნებოდა უღრუბლო ცა. მაგრამ სინამდვილეში ეს არ მუშაობს, რადგან ღრუბლის საფარი მნიშვნელოვნად ასუსტებს მზის გამოსხივებას. მოვიყვანოთ გრაფიკზე ნაჩვენები მაგალითი (სურ. 33). გრაფიკზე ნაჩვენებია, თუ რამდენი მზის რადიაცია არ აღწევს დედამიწის ზედაპირს: მის მნიშვნელოვან ნაწილს ინარჩუნებს ატმოსფერო და ღრუბლები.

თუმცა, უნდა ითქვას, რომ ღრუბლების მიერ შთანთქმული სითბო ნაწილობრივ მიდის ატმოსფეროს გასათბობად, ნაწილობრივ კი ირიბად აღწევს დედამიწის ზედაპირზე.

სოლ-ის ინტენსივობის ყოველდღიური და წლიური კურსიღამის გამოსხივება. მზის პირდაპირი გამოსხივების ინტენსივობა დედამიწის ზედაპირთან ახლოს დამოკიდებულია მზის სიმაღლეზე ჰორიზონტზე და ატმოსფეროს მდგომარეობაზე (მისი მტვრის შემცველობაზე). თუ. დღის განმავლობაში ატმოსფეროს გამჭვირვალობა მუდმივი იყო, მაშინ მზის გამოსხივების მაქსიმალური ინტენსივობა დაფიქსირდებოდა შუადღისას, ხოლო მინიმალური - მზის ამოსვლასა და ჩასვლისას. ამ შემთხვევაში მზის გამოსხივების დღიური ინტენსივობის კურსის გრაფიკი იქნება სიმეტრიული ნახევარი დღის მიმართ.

მტვრის, წყლის ორთქლის და სხვა მინარევების შემცველობა ატმოსფეროში მუდმივად იცვლება. ამასთან დაკავშირებით ირღვევა ჰაერის ცვლილებების გამჭვირვალობა და მზის გამოსხივების ინტენსივობის კურსის გრაფიკის სიმეტრია. ხშირად, განსაკუთრებით ზაფხულში, შუადღისას, როდესაც დედამიწის ზედაპირი ინტენსიურად თბება, წარმოიქმნება ძლიერი აღმავალი ჰაერის ნაკადები და იზრდება წყლის ორთქლისა და მტვრის რაოდენობა ატმოსფეროში. ეს იწვევს მზის რადიაციის მნიშვნელოვან შემცირებას შუადღისას; გამოსხივების მაქსიმალური ინტენსივობა ამ შემთხვევაში აღინიშნება შუადღემდე ან შუადღის საათებში. მზის გამოსხივების ინტენსივობის წლიური კურსი ასევე დაკავშირებულია წლის განმავლობაში ჰორიზონტზე მზის სიმაღლის ცვლილებასთან და ატმოსფეროს გამჭვირვალობის მდგომარეობასთან სხვადასხვა სეზონზე. ჩრდილოეთ ნახევარსფეროს ქვეყნებში, მზის უდიდესი სიმაღლე ჰორიზონტზე მაღლა ივნისის თვეში ხდება. მაგრამ ამავე დროს შეიმჩნევა ატმოსფეროს უდიდესი მტვრიანობაც. აქედან გამომდინარე, მაქსიმალური ინტენსივობა ჩვეულებრივ ხდება არა შუა ზაფხულში, არამედ გაზაფხულის თვეებში, როდესაც მზე საკმაოდ მაღლა ამოდის ჰორიზონტზე, ხოლო ზამთრის შემდეგ ატმოსფერო შედარებით სუფთა რჩება. ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში მზის რადიაციის ინტენსივობის წლიური კურსის საილუსტრაციოდ, ჩვენ წარმოგიდგენთ მონაცემებს პავლოვსკში გამოსხივების ინტენსივობის საშუალო თვიური შუადღის მნიშვნელობებზე.

მზის რადიაციის სითბოს რაოდენობა. დედამიწის ზედაპირი დღის განმავლობაში მუდმივად იღებს სითბოს მზის პირდაპირი და დიფუზური გამოსხივებისგან ან მხოლოდ დიფუზური გამოსხივებისგან (მოღრუბლულ ამინდში). სითბოს დღიური მნიშვნელობა განისაზღვრება აქტინომეტრიული დაკვირვების საფუძველზე: დედამიწის ზედაპირზე შესულ პირდაპირი და დიფუზური გამოსხივების რაოდენობის გათვალისწინებით. ყოველი დღისთვის სითბოს რაოდენობის დადგენის შემდეგ, გამოითვლება აგრეთვე დედამიწის ზედაპირის მიერ თვეში ან წელიწადში მიღებული სითბოს რაოდენობა.

დედამიწის ზედაპირის მიერ მზის რადიაციისგან მიღებული სითბოს ყოველდღიური რაოდენობა დამოკიდებულია გამოსხივების ინტენსივობაზე და მისი მოქმედების ხანგრძლივობაზე დღის განმავლობაში. ამ მხრივ სითბოს მინიმალური შემოდინება ზამთარში ხდება, მაქსიმალური კი ზაფხულში. მთლიანი რადიაციის გეოგრაფიულ განაწილებაში მთელს მსოფლიოში, მისი ზრდა შეინიშნება ტერიტორიის გრძედის შემცირებით. ეს პოზიცია დასტურდება შემდეგი ცხრილით.

პირდაპირი და დიფუზური გამოსხივების როლი დედამიწის ზედაპირის მიერ დედამიწის სხვადასხვა განედებზე მიღებული სითბოს წლიურ რაოდენობაში არ არის იგივე. მაღალ განედებზე წლიური სითბოს ჯამში ჭარბობს დიფუზური გამოსხივება. გრძედის შემცირებით, უპირატესი მნიშვნელობა გადადის მზის პირდაპირ გამოსხივებაზე. ასე, მაგალითად, ტიხაიას ყურეში დიფუზური მზის გამოსხივება უზრუნველყოფს წლიური სიცხის 70%-ს, ხოლო პირდაპირი გამოსხივება მხოლოდ 30%-ს. პირიქით, ტაშკენტში მზის პირდაპირი გამოსხივება იძლევა 70%, დიფუზური მხოლოდ 30%.

დედამიწის ასახვა. ალბედო. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, დედამიწის ზედაპირი შთანთქავს მზის ენერგიის მხოლოდ ნაწილს, რომელიც მოდის პირდაპირი და დიფუზური გამოსხივების სახით. მეორე ნაწილი აისახება ატმოსფეროში. მოცემული ზედაპირის მიერ ასახული მზის გამოსხივების რაოდენობის თანაფარდობას ამ ზედაპირზე გასხივოსნებული ენერგიის ნაკადის რაოდენობასთან ალბედო ეწოდება. ალბედო გამოიხატება პროცენტულად და ახასიათებს ზედაპირის მოცემული ფართობის არეკვლას.

ალბედო დამოკიდებულია ზედაპირის ბუნებაზე (ნიადაგის თვისებები, თოვლის არსებობა, მცენარეულობა, წყალი და ა.შ.) და დედამიწის ზედაპირზე მზის სხივების დაცემის კუთხეზე. ასე რომ, მაგალითად, თუ სხივები დედამიწის ზედაპირზე ეცემა 45 ° კუთხით, მაშინ:

ზემოაღნიშნული მაგალითებიდან ჩანს, რომ სხვადასხვა ობიექტების არეკვლა ერთნაირი არ არის. ყველაზე მეტად თოვლთანაა და ყველაზე ნაკლებად წყალთან. თუმცა, ჩვენ მიერ აღებული მაგალითები ეხება მხოლოდ იმ შემთხვევებს, როდესაც მზის სიმაღლე ჰორიზონტზე 45°-ია. როგორც ეს კუთხე მცირდება, არეკვლა იზრდება. მაგალითად, მზის სიმაღლეზე 90 °, წყალი ირეკლავს მხოლოდ 2%, 50 ° - 4%, 20 ° -12%, 5 ° - 35-70% (დამოკიდებულია წყლის ზედაპირის მდგომარეობიდან ).

საშუალოდ, უღრუბლო ცაში, დედამიწის ზედაპირი ასახავს მზის რადიაციის 8%-ს. გარდა ამისა, 9% ასახავს ატმოსფეროს. ამრიგად, მთლიანი გლობუსი, უღრუბლო ცაში, ასახავს მასზე დაცემული მზის სხივური ენერგიის 17%-ს. თუ ცა დაფარულია ღრუბლებით, მაშინ მათგან გამოსხივების 78% აისახება. თუ ავიღებთ ბუნებრივ პირობებს, უღრუბლო ცასა და ღრუბლებით დაფარულ ცას შორის არსებული თანაფარდობიდან გამომდინარე, რაც რეალურად არის დაფიქსირებული, მაშინ მთლიანობაში დედამიწის არეკვლა შეადგენს 43%-ს.

ხმელეთის და ატმოსფერული გამოსხივება. დედამიწა, რომელიც იღებს მზის ენერგიას, თბება და თავად ხდება სითბოს გამოსხივების წყარო მსოფლიო სივრცეში. თუმცა, დედამიწის ზედაპირის მიერ გამოსხივებული სხივები მკვეთრად განსხვავდება მზის სხივებისგან. დედამიწა ასხივებს მხოლოდ გრძელტალღოვან (λ 8-14 μ) უხილავ ინფრაწითელ (თერმულ) სხივებს. დედამიწის ზედაპირის მიერ გამოსხივებულ ენერგიას ე.წ დედამიწის გამოსხივება.დედამიწის გამოსხივება ხდება და. დღე და ღამე. რადიაციის ინტენსივობა უფრო დიდია, რაც უფრო მაღალია რადიაციული სხეულის ტემპერატურა. ხმელეთის გამოსხივება განისაზღვრება იმავე ერთეულებით, როგორც მზის რადიაცია, ანუ კალორიებში 1-დან. სმ 2ზედაპირები 1 წუთში. დაკვირვებებმა აჩვენა, რომ ხმელეთის რადიაციის სიდიდე მცირეა. ჩვეულებრივ ის კალორიის 15-18 მეასედს აღწევს. მაგრამ, მუდმივად მოქმედებს, მას შეუძლია მნიშვნელოვანი თერმული ეფექტის მიცემა.

ყველაზე ძლიერი ხმელეთის გამოსხივება მიიღება უღრუბლო ცისა და ატმოსფეროს კარგი გამჭვირვალობით. ღრუბლიანობა (განსაკუთრებით დაბალი ღრუბლები) საგრძნობლად ამცირებს ხმელეთის გამოსხივებას და ხშირად ნულამდე მიაქვს. აქ შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ატმოსფერო ღრუბლებთან ერთად არის კარგი „საბანი“, რომელიც იცავს დედამიწას ზედმეტი გაციებისგან. ატმოსფეროს ნაწილები, ისევე როგორც დედამიწის ზედაპირის არეები, ასხივებენ ენერგიას მათი ტემპერატურის მიხედვით. ამ ენერგიას ე.წ ატმოსფერული გამოსხივება.ატმოსფერული გამოსხივების ინტენსივობა დამოკიდებულია ატმოსფეროს რადიაციული ნაწილის ტემპერატურაზე, ასევე ჰაერში შემავალ წყლის ორთქლისა და ნახშირორჟანგის რაოდენობაზე. ატმოსფერული გამოსხივება მიეკუთვნება გრძელი ტალღის გამოსხივების ჯგუფს. ის ვრცელდება ატმოსფეროში ყველა მიმართულებით; მისი ნაწილი აღწევს დედამიწის ზედაპირს და შეიწოვება მასში, ნაწილი გადადის პლანეტათაშორის სივრცეში.

ო დედამიწაზე მზის ენერგიის შემოსავალი და ხარჯი. დედამიწის ზედაპირი, ერთი მხრივ, იღებს მზის ენერგიას პირდაპირი და დიფუზური გამოსხივების სახით, ხოლო მეორე მხრივ, კარგავს ამ ენერგიის ნაწილს ხმელეთის გამოსხივების სახით. მზის ენერგიის შემოსვლისა და მოხმარების შედეგად გარკვეული შედეგი მიიღება. ზოგიერთ შემთხვევაში, ეს შედეგი შეიძლება იყოს დადებითი, ზოგიერთში უარყოფითი. მოვიყვანოთ ორივეს მაგალითები.

8 იანვარი. დღე უღრუბლოა. 1-ისთვის სმ 2დედამიწის ზედაპირი იღებდა დღეში 20 განავალიმზის პირდაპირი გამოსხივება და 12 განავალიგაფანტული გამოსხივება; ჯამში მიიღო 32 კალ.ამავე დროს, რადიაციის გამო 1 სმ?დედამიწის ზედაპირი დაკარგა 202 კალ.შედეგად, ბუღალტრული აღრიცხვის ენაზე არის ზარალი 170 განავალი(უარყოფითი ბალანსი).

6 ივლისი ცა თითქმის უღრუბლოა. 630 მიღებული პირდაპირი მზის რადიაციისგან კალ,გაფანტული რადიაციისგან 46 კალ.მთლიანობაში, შესაბამისად, დედამიწის ზედაპირმა მიიღო 1 სმ 2 676 კალ. 173 დაიკარგა ხმელეთის რადიაციამ კალ.ბალანსში მოგება 503-ზე განავალი(ბალანსი დადებითი).

ზემოაღნიშნული მაგალითებიდან, სხვა საკითხებთან ერთად, სრულიად ნათელია, რატომ არის ზომიერ განედებში ზამთარში ცივი და ზაფხულში თბილი.

მზის რადიაციის გამოყენება ტექნიკური და საყოფაცხოვრებო მიზნებისთვის. მზის გამოსხივება ენერგიის ამოუწურავი ბუნებრივი წყაროა. დედამიწაზე მზის ენერგიის სიდიდე შეიძლება ვიმსჯელოთ შემდეგი მაგალითით: თუ, მაგალითად, გამოვიყენებთ მზის გამოსხივების სითბოს, რომელიც მოდის სსრკ-ს ფართობის მხოლოდ 1/10-ზე, მაშინ შეგვიძლია მივიღოთ თანაბარი ენერგია. 30 ათასი დნეპროგესის მუშაობას.

ხალხი დიდი ხანია ცდილობდა მზის გამოსხივების თავისუფალი ენერგიის გამოყენებას მათი საჭიროებებისთვის. დღეისათვის შეიქმნა მრავალი განსხვავებული მზის დანადგარი, რომელიც მუშაობს მზის რადიაციის გამოყენებით და ფართოდ გამოიყენება ინდუსტრიაში და მოსახლეობის საყოფაცხოვრებო საჭიროებების დასაკმაყოფილებლად. სსრკ-ს სამხრეთ რეგიონებში მზის გამოსხივების ფართო გამოყენების საფუძველზე ფუნქციონირებს მზის წყლის გამაცხელებლები, ქვაბები, მარილიანი წყლის გამწმენდი დანადგარები, მზის საშრობები (ხილის გასაშრობად), სამზარეულოები, აბანოები, სათბურები და სამედიცინო დანიშნულების აპარატები. მრეწველობა და კომუნალური მომსახურება. მზის რადიაცია ფართოდ გამოიყენება კურორტებზე ადამიანების ჯანმრთელობის სამკურნალოდ და ხელშეწყობისთვის.

- წყარო-

პოლოვინკინი, ა.ა. ზოგადი გეოგრაფიის საფუძვლები / ა.ა. პოლოვინკინი.- მ.: რსფსრ განათლების სამინისტროს სახელმწიფო საგანმანათლებლო და პედაგოგიური გამომცემლობა, 1958.- 482 გვ.

პოსტის ნახვები: 312

ლექცია 2.

ᲛᲖᲘᲡ ᲠᲐᲓᲘᲐᲪᲘᲐ.

Გეგმა:

1. მზის რადიაციის ღირებულება დედამიწაზე სიცოცხლისთვის.

2. მზის გამოსხივების სახეები.

3. მზის გამოსხივების სპექტრული შემადგენლობა.

4. რადიაციის შეწოვა და დისპერსია.

5.PAR (ფოტოსინთეზურად აქტიური გამოსხივება).

6. რადიაციული ბალანსი.

1. დედამიწაზე ენერგიის ძირითადი წყარო ყველა ცოცხალი არსებისთვის (მცენარეები, ცხოველები და ადამიანები) არის მზის ენერგია.

მზე არის გაზის ბურთი, რომლის რადიუსია 695300 კმ. მზის რადიუსი 109-ჯერ მეტია დედამიწის რადიუსზე (ეკვატორული 6378,2 კმ, პოლარული 6356,8 კმ). მზე ძირითადად შედგება წყალბადისგან (64%) და ჰელიუმისგან (32%). დანარჩენები მისი მასის მხოლოდ 4%-ს შეადგენს.

მზის ენერგია ბიოსფეროს არსებობის მთავარი პირობა და კლიმატის ფორმირების ერთ-ერთი მთავარი ფაქტორია. მზის ენერგიის გამო ატმოსფეროში ჰაერის მასები მუდმივად მოძრაობს, რაც უზრუნველყოფს ატმოსფეროს აირის შემადგენლობის მუდმივობას. მზის რადიაციის გავლენის ქვეშ, დიდი რაოდენობით წყალი ორთქლდება რეზერვუარების, ნიადაგის, მცენარეების ზედაპირიდან. წყლის ორთქლი, რომელსაც ქარი ახორციელებს ოკეანეებიდან და ზღვებიდან კონტინენტებამდე, არის ხმელეთის ნალექების მთავარი წყარო.

მზის ენერგია შეუცვლელი პირობაა მწვანე მცენარეების არსებობისთვის, რომლებიც ფოტოსინთეზის დროს მზის ენერგიას მაღალენერგიულ ორგანულ ნივთიერებებად გარდაქმნიან.

მცენარეთა ზრდა-განვითარება არის მზის ენერგიის ათვისებისა და გადამუშავების პროცესი, შესაბამისად, სოფლის მეურნეობის წარმოება შესაძლებელია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ მზის ენერგია მიაღწევს დედამიწის ზედაპირს. რუსი მეცნიერი წერდა: „საუკეთესო მზარეულს მიეცი სუფთა ჰაერი, მზის შუქი, მთელი მდინარე სუფთა წყალი, რამდენიც გინდა, სთხოვე მოამზადოს შაქარი, სახამებელი, ცხიმები და მარცვლეული ამ ყველაფრისგან და იფიქრებს, რომ იცინი. მასზე. მაგრამ ის, რაც ადამიანს აბსოლუტურად ფანტასტიურად ეჩვენება, შეფერხების გარეშე სრულდება მცენარეების მწვანე ფოთლებში მზის ენერგიის გავლენის ქვეშ. სავარაუდოა, რომ 1 კვ. ერთი მეტრი ფოთოლი საათში იძლევა გრამ შაქარს. იმის გამო, რომ დედამიწა გარშემორტყმულია ატმოსფეროს უწყვეტი გარსით, მზის სხივები, სანამ დედამიწის ზედაპირს მიაღწევს, გადის ატმოსფეროს მთელ სისქეზე, რომელიც ნაწილობრივ ირეკლავს მათ, ნაწილობრივ ფანტავს, ანუ ცვლის რაოდენობას. და მზის შუქის ხარისხი დედამიწის ზედაპირზე. ცოცხალი ორგანიზმები მგრძნობიარენი არიან მზის რადიაციის მიერ შექმნილი განათების ინტენსივობის ცვლილებების მიმართ. სინათლის ინტენსივობაზე განსხვავებული რეაქციის გამო, მცენარეულობის ყველა ფორმა იყოფა სინათლისმოყვარე და ჩრდილის ტოლერანტობად. ნათესებში არასაკმარისი განათება იწვევს, მაგალითად, მარცვლეული კულტურების ჩალის ქსოვილების სუსტ დიფერენციაციას. შედეგად მცირდება ქსოვილების სიმტკიცე და ელასტიურობა, რაც ხშირად იწვევს მოსავლის დაბინავებას. გასქელებულ სიმინდის კულტურებში, მზის გამოსხივების დაბალი განათების გამო, სუსტდება მცენარეებზე კუბების წარმოქმნა.

მზის გამოსხივება გავლენას ახდენს სოფლის მეურნეობის პროდუქტების ქიმიურ შემადგენლობაზე. მაგალითად, ჭარხლისა და ხილის შაქრიანობა, ხორბლის მარცვლებში ცილის შემცველობა პირდაპირ დამოკიდებულია მზიანი დღეების რაოდენობაზე. მზესუმზირის, სელის თესლში ზეთის რაოდენობა ასევე იზრდება მზის გამოსხივების მატებასთან ერთად.

მცენარის საჰაერო ნაწილების განათება მნიშვნელოვნად მოქმედებს ფესვების მიერ საკვები ნივთიერებების შეწოვაზე. დაბალი განათების პირობებში ასიმილატების ფესვებზე გადატანა ნელდება და შედეგად მცენარეთა უჯრედებში მიმდინარე ბიოსინთეზური პროცესები თრგუნავს.

განათება ასევე მოქმედებს მცენარეთა დაავადებების გაჩენაზე, გავრცელებაზე და განვითარებაზე. ინფექციის პერიოდი შედგება ორი ფაზისგან, რომლებიც განსხვავდება ერთმანეთისგან სინათლის ფაქტორის საპასუხოდ. პირველი მათგანი - სპორების რეალური აღმოცენება და ინფექციური პრინციპის შეღწევა დაზარალებული კულტურის ქსოვილებში - უმეტეს შემთხვევაში არ არის დამოკიდებული სინათლის არსებობასა და ინტენსივობაზე. მეორე - სპორების აღმოცენების შემდეგ - ყველაზე აქტიურია მაღალი განათების პირობებში.

სინათლის დადებითი ეფექტი ასევე გავლენას ახდენს მასპინძელ მცენარეში პათოგენის განვითარების სიჩქარეზე. ეს განსაკუთრებით ვლინდება ჟანგის სოკოებში. რაც მეტი სინათლეა, მით უფრო მოკლეა ხორბლის ხაზის ჟანგის, ქერის ყვითელი ჟანგის, სელისა და ლობიოს ჟანგის ინკუბაციური პერიოდი და ა.შ. ეს ზრდის სოკოს თაობის რაოდენობას და ზრდის ინფექციის ინტენსივობას. ნაყოფიერება იზრდება ამ პათოგენში ინტენსიური სინათლის პირობებში.

ზოგიერთი დაავადება ყველაზე აქტიურად ვითარდება დაბალ განათებაზე, რაც იწვევს მცენარეების შესუსტებას და დაავადებების მიმართ მათი წინააღმდეგობის დაქვეითებას (სხვადასხვა სახის ლპობის გამომწვევი აგენტები, განსაკუთრებით ბოსტნეული კულტურები).

განათების და მცენარეების ხანგრძლივობა. მზის გამოსხივების რიტმი (დღის სინათლისა და ბნელი ნაწილების მონაცვლეობა) არის ყველაზე სტაბილური და განმეორებადი გარემო ფაქტორი წლიდან წლამდე. მრავალწლიანი კვლევის შედეგად ფიზიოლოგებმა დაადგინეს მცენარეთა გენერაციულ განვითარებაზე გადასვლის დამოკიდებულება დღისა და ღამის ხანგრძლივობის გარკვეულ თანაფარდობაზე. ამასთან დაკავშირებით, კულტურები ფოტოპერიოდული რეაქციის მიხედვით შეიძლება დაიყოს ჯგუფებად: მოკლე დღერომლის განვითარება შეფერხებულია დღის განმავლობაში 10 საათზე მეტი ხნის განმავლობაში. მოკლე დღე ხელს უწყობს ყვავილის წარმოქმნას, ხოლო გრძელი დღე ხელს უშლის. ასეთ კულტურებს მიეკუთვნება სოიო, ბრინჯი, ფეტვი, სორგო, სიმინდი და სხვ.;

გრძელი დღე 12-13 საათამდე,მათი განვითარებისთვის საჭიროა გრძელვადიანი განათება. მათი განვითარება ჩქარდება, როცა დღის ხანგრძლივობა დაახლოებით 20 საათია.ამ კულტურებს მიეკუთვნება ჭვავი, შვრია, ხორბალი, სელი, ბარდა, ისპანახი, სამყურა და სხვ.;

ნეიტრალური დღის სიგრძის მიმართ, რომლის განვითარებაც არ არის დამოკიდებული დღის ხანგრძლივობაზე, მაგალითად, პომიდორი, წიწიბურა, პარკოსნები, რევანდი.

დადგენილია, რომ გასხივოსნებულ ნაკადში გარკვეული სპექტრული შემადგენლობის უპირატესობა აუცილებელია მცენარეთა ყვავილობის დასაწყებად. ხანმოკლე მცენარეები უფრო სწრაფად ვითარდებიან, როდესაც მაქსიმალური გამოსხივება მოდის ლურჯ-იისფერ სხივებზე, ხოლო გრძელდღიანი მცენარეები - წითელზე. დღის მსუბუქი ნაწილის ხანგრძლივობა (დღის ასტრონომიული ხანგრძლივობა) დამოკიდებულია წელიწადის დროზე და გეოგრაფიულ განედზე. ეკვატორზე მთელი წლის განმავლობაში დღის ხანგრძლივობაა 12 საათი ± 30 წუთი. გაზაფხულის ბუნიობის (21.03) შემდეგ ეკვატორიდან პოლუსებზე გადაადგილებისას დღის ხანგრძლივობა ჩრდილოეთისაკენ იზრდება და სამხრეთისკენ მცირდება. შემოდგომის ბუნიობის შემდეგ (23.09) დღის სიგრძის განაწილება შებრუნებულია. ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში ყველაზე გრძელი დღეა 22 ივნისი, რომლის ხანგრძლივობაა არქტიკული წრის ჩრდილოეთით 24 საათი, ჩრდილოეთ ნახევარსფეროში ყველაზე მოკლე დღეა 22 დეკემბერი, ხოლო არქტიკული წრის მიღმა ზამთრის თვეებში მზე არ ჩნდება. ჰორიზონტზე მაღლა ასწიე საერთოდ. შუა განედებში, მაგალითად, მოსკოვში, წლის განმავლობაში დღის ხანგრძლივობა 7-დან 17,5 საათამდე მერყეობს.

2. მზის გამოსხივების სახეები.

მზის გამოსხივება შედგება სამი კომპონენტისგან: მზის პირდაპირი გამოსხივება, გაფანტული და მთლიანი.

მზის პირდაპირი გამოსხივებაS-გამოსხივება, რომელიც მოდის მზისგან ატმოსფეროში, შემდეგ კი დედამიწის ზედაპირზე, პარალელური სხივების სხივის სახით. მისი ინტენსივობა იზომება კალორიებში სმ2 წუთში. ეს დამოკიდებულია მზის სიმაღლეზე და ატმოსფეროს მდგომარეობაზე (მოღრუბლულობა, მტვერი, წყლის ორთქლი). მზის პირდაპირი გამოსხივების წლიური რაოდენობა სტავროპოლის ტერიტორიის ჰორიზონტალურ ზედაპირზე შეადგენს 65-76 კკალ/სმ2/წთ. ზღვის დონეზე, მზის მაღალი პოზიციით (ზაფხული, შუადღე) და კარგი გამჭვირვალობით, მზის პირდაპირი გამოსხივება არის 1,5 კკალ/სმ2/წთ. ეს არის სპექტრის მოკლე ტალღის სიგრძის ნაწილი. როდესაც მზის პირდაპირი გამოსხივების ნაკადი ატმოსფეროში გადის, ის სუსტდება გაზების, აეროზოლების, ღრუბლების მიერ ენერგიის შთანთქმის (დაახლოებით 15%) და გაფანტვის (დაახლოებით 25%) გამო.

მზის პირდაპირი გამოსხივების დინებას, რომელიც ჰორიზონტალურ ზედაპირზე მოდის, ეწოდება ინსოლაცია. ს= ს ცოდვა ჰოარის მზის პირდაპირი გამოსხივების ვერტიკალური კომპონენტი.

ს – სხივის პერპენდიკულარული ზედაპირის მიერ მიღებული სითბოს რაოდენობა ,

ჰო – მზის სიმაღლე, ანუ ჰორიზონტალური ზედაპირის მქონე მზის სხივის მიერ წარმოქმნილი კუთხე .

ატმოსფეროს საზღვარზე მზის გამოსხივების ინტენსივობააᲘსე= 1,98 კკალ/სმ2/წთ. - 1958 წლის საერთაშორისო ხელშეკრულების მიხედვით. მას მზის მუდმივი ეწოდება. ეს იქნებოდა ზედაპირზე, თუ ატმოსფერო იყო აბსოლუტურად გამჭვირვალე.

ბრინჯი. 2.1. მზის სხივის გზა ატმოსფეროში მზის სხვადასხვა სიმაღლეზე

მიმოფანტული გამოსხივებად – ატმოსფეროს მიერ გაფანტვის შედეგად მზის გამოსხივების ნაწილი ბრუნდება კოსმოსში, მაგრამ მისი მნიშვნელოვანი ნაწილი დედამიწაზე გაფანტული გამოსხივების სახით შედის. მაქსიმალური გაფანტული გამოსხივება + 1კკალ/სმ2/წთ. მოწმენდილ ცაზე აღინიშნება, თუ მასზე მაღალი ღრუბლებია. მოღრუბლული ცის ქვეშ გაფანტული გამოსხივების სპექტრი მზის მსგავსია. ეს არის სპექტრის მოკლე ტალღის სიგრძის ნაწილი. ტალღის სიგრძე 0,17-4 მიკრონი.

სულ რადიაციაქ- შედგება ჰორიზონტალური ზედაპირის დიფუზური და პირდაპირი გამოსხივებისგან. ქ= ს+ დ.

პირდაპირი და დიფუზური გამოსხივების თანაფარდობა მთლიანი გამოსხივების შემადგენლობაში დამოკიდებულია მზის სიმაღლეზე, ღრუბლიანობასა და ატმოსფეროს დაბინძურებაზე და ზედაპირის სიმაღლეზე ზღვის დონიდან. მზის სიმაღლის მატებასთან ერთად, უღრუბლო ცაში გაფანტული გამოსხივების წილი მცირდება. რაც უფრო გამჭვირვალეა ატმოსფერო და რაც უფრო მაღალია მზე, მით უფრო მცირეა გაფანტული გამოსხივების წილი. უწყვეტი მკვრივი ღრუბლებით, მთლიანი გამოსხივება მთლიანად გაფანტული რადიაციისგან შედგება. ზამთარში, თოვლის საფარიდან გამოსხივების ასახვისა და ატმოსფეროში მისი მეორადი გაფანტვის გამო, გაფანტული გამოსხივების წილი საერთო შემადგენლობაში შესამჩნევად იზრდება.

მცენარეების მიერ მზისგან მიღებული შუქი და სითბო არის მზის მთლიანი გამოსხივების მოქმედების შედეგი. ამიტომ, სოფლის მეურნეობისთვის დიდი მნიშვნელობა აქვს ზედაპირზე მიღებული რადიაციის რაოდენობას დღეში, თვეში, ვეგეტაციის სეზონზე და წელიწადში.

ასახული მზის გამოსხივება. ალბედო. მთლიანი გამოსხივება, რომელიც მიაღწია დედამიწის ზედაპირს, ნაწილობრივ აირეკლება მისგან, ქმნის არეკლილი მზის გამოსხივებას (RK), რომელიც მიმართულია დედამიწის ზედაპირიდან ატმოსფეროში. არეკლილი გამოსხივების მნიშვნელობა დიდწილად დამოკიდებულია ამრეკლავი ზედაპირის თვისებებზე და მდგომარეობაზე: ფერი, უხეშობა, ტენიანობა და ა.შ. ნებისმიერი ზედაპირის არეკვლა შეიძლება ხასიათდებოდეს მისი ალბედოით (Ak), რაც გაგებულია, როგორც არეკლილი მზის გამოსხივების თანაფარდობა. სულ. ალბედო ჩვეულებრივ გამოხატულია პროცენტულად:

დაკვირვებები აჩვენებს, რომ სხვადასხვა ზედაპირის ალბედო იცვლება შედარებით ვიწრო ფარგლებში (10...30%), გარდა თოვლისა და წყლისა.

ალბედო დამოკიდებულია ნიადაგის ტენიანობაზე, რომლის მატებასთან ერთად ის მცირდება, რაც მნიშვნელოვანია სარწყავი მინდვრების თერმული რეჟიმის შეცვლის პროცესში. ალბედოს შემცირების გამო ნიადაგის დატენიანებისას შთანთქმის გამოსხივება იზრდება. სხვადასხვა ზედაპირის ალბედოს აქვს კარგად გამოხატული ყოველდღიური და წლიური ცვალებადობა, მზის სიმაღლეზე ალბედოს დამოკიდებულების გამო. ყველაზე დაბალი ალბედოს მნიშვნელობა შეინიშნება დაახლოებით შუადღის საათებში, ხოლო წლის განმავლობაში - ზაფხულში.

დედამიწის საკუთარი გამოსხივება და ატმოსფეროს საპირისპირო გამოსხივება. ეფექტური გამოსხივება.დედამიწის ზედაპირი, როგორც ფიზიკური სხეული, რომლის ტემპერატურაა აბსოლუტურ ნულზე (-273 ° C) არის გამოსხივების წყარო, რომელსაც დედამიწის საკუთარი გამოსხივება (E3) ეწოდება. ის მიმართულია ატმოსფეროში და თითქმის მთლიანად შეიწოვება წყლის ორთქლით, წყლის წვეთებით და ჰაერში შემავალი ნახშირორჟანგით. დედამიწის გამოსხივება დამოკიდებულია მისი ზედაპირის ტემპერატურაზე.

ატმოსფერო, შთანთქავს მზის მცირე რადიაციას და დედამიწის ზედაპირის მიერ გამოსხივებულ თითქმის მთელ ენერგიას, თბება და, თავის მხრივ, ასევე ასხივებს ენერგიას. ატმოსფერული გამოსხივების დაახლოებით 30% მიდის კოსმოსში, ხოლო დაახლოებით 70% მოდის დედამიწის ზედაპირზე და ეწოდება კონტრ ატმოსფერული გამოსხივება (Ea).

ატმოსფეროს მიერ გამოსხივებული ენერგიის რაოდენობა პირდაპირპროპორციულია მისი ტემპერატურის, ნახშირორჟანგის შემცველობის, ოზონისა და ღრუბლიანობის.

დედამიწის ზედაპირი შთანთქავს ამ კონტრ გამოსხივებას თითქმის მთლიანად (90...99%). ამრიგად, ის არის დედამიწის ზედაპირისთვის სითბოს მნიშვნელოვანი წყარო, გარდა შთანთქმული მზის რადიაციისა. ატმოსფეროს ამ გავლენას დედამიწის თერმულ რეჟიმზე ეწოდება სათბურის ან სათბურის ეფექტი სათბურებსა და სათბურებში სათბურების მოქმედების გარეგანი ანალოგიის გამო. მინა კარგად გადასცემს მზის სხივებს, რომელიც ათბობს ნიადაგს და მცენარეებს, მაგრამ ანელებს გახურებული ნიადაგისა და მცენარეების თერმულ გამოსხივებას.

დედამიწის ზედაპირის საკუთარ გამოსხივებასა და ატმოსფეროს საპირისპირო გამოსხივებას შორის განსხვავებას ეფექტურ გამოსხივებას უწოდებენ: Eef.

ეეფ = E3-Ea

ნათელ და ოდნავ მოღრუბლულ ღამეებში ეფექტური გამოსხივება გაცილებით მეტია, ვიდრე მოღრუბლულ ღამეებში; შესაბამისად, დედამიწის ზედაპირის ღამის გაგრილებაც მეტია. დღის განმავლობაში ის იბლოკება შთანთქმის მთლიანი გამოსხივებით, რის შედეგადაც იმატებს ზედაპირის ტემპერატურა. ამავდროულად, ეფექტური გამოსხივებაც იზრდება. დედამიწის ზედაპირი საშუალო განედებში ეფექტური გამოსხივების გამო კარგავს 70...140 ვტ/მ2, რაც დაახლოებით ნახევარი სითბოა, რომელსაც იგი იღებს მზის რადიაციის შთანთქმით.

3. გამოსხივების სპექტრული შემადგენლობა.

მზეს, როგორც გამოსხივების წყაროს, აქვს სხვადასხვა გამოსხივებული ტალღები. ტალღის სიგრძის გასწვრივ გასხივოსნებული ენერგიის ნაკადები პირობითად იყოფა მოკლე ტალღა (X < 4 мкм) и длинноволновую (А. >4 მკმ) გამოსხივება.დედამიწის ატმოსფეროს საზღვარზე მზის გამოსხივების სპექტრი პრაქტიკულად 0,17 და 4 მიკრონი ტალღის სიგრძეებს შორისაა, ხოლო ხმელეთის და ატმოსფერული გამოსხივების - 4-დან 120 მიკრონიმდე. შესაბამისად, მზის გამოსხივების ნაკადები (S, D, RK) ეხება მოკლე ტალღის გამოსხივებას, ხოლო დედამიწის (£3) და ატმოსფეროს (Ea) - გრძელტალღოვან გამოსხივებას.

მზის გამოსხივების სპექტრი შეიძლება დაიყოს სამ ხარისხობრივად განსხვავებულ ნაწილად: ულტრაიისფერი (Y< 0,40 мкм), ви­димую (0,40 мкм < Y < 0,75 მკმ) და ინფრაწითელი (0,76 მკმ < ი < 4 მკმ). მზის გამოსხივების სპექტრის ულტრაიისფერი ნაწილის წინაშე დგას რენტგენის გამოსხივება, ხოლო ინფრაწითელი მიღმა - მზის რადიო გამოსხივება. ატმოსფეროს ზედა საზღვარზე სპექტრის ულტრაიისფერი ნაწილი შეადგენს მზის გამოსხივების ენერგიის დაახლოებით 7%-ს, ხილულს 46%-ს და ინფრაწითელზე 47%-ს.

დედამიწისა და ატმოსფეროს მიერ გამოსხივებულ გამოსხივებას ე.წ შორს ინფრაწითელი გამოსხივება.

სხვადასხვა სახის გამოსხივების ბიოლოგიური ეფექტი მცენარეებზე განსხვავებულია. ულტრაიისფერი გამოსხივებაანელებს ზრდის პროცესებს, მაგრამ აჩქარებს მცენარეებში რეპროდუქციული ორგანოების ფორმირების ეტაპების გავლას.

ინფრაწითელი გამოსხივების ღირებულება, რომელიც აქტიურად შეიწოვება წყლის მიერ მცენარეების ფოთლებსა და ღეროებში, არის მისი თერმული ეფექტი, რომელიც მნიშვნელოვნად მოქმედებს მცენარეების ზრდა-განვითარებაზე.

შორს ინფრაწითელი გამოსხივებააწარმოებს მხოლოდ თერმულ ეფექტს მცენარეებზე. მისი გავლენა მცენარეთა ზრდა-განვითარებაზე უმნიშვნელოა.

მზის სპექტრის ხილული ნაწილი, პირველ რიგში, ქმნის განათებას. მეორეც, ეგრეთ წოდებული ფიზიოლოგიური გამოსხივება (A, = 0.35 ... 0.75 მკმ), რომელიც შეიწოვება ფოთლის პიგმენტებით, თითქმის ემთხვევა ხილული გამოსხივების რეგიონს (ნაწილობრივ იპყრობს ულტრაიისფერი გამოსხივების რეგიონს). მის ენერგიას აქვს მნიშვნელოვანი მარეგულირებელი და ენერგეტიკული მნიშვნელობა მცენარეთა ცხოვრებაში. სპექტრის ამ რეგიონში გამოირჩევა ფოტოსინთეზურად აქტიური გამოსხივების რეგიონი.

4. რადიაციის შეწოვა და გაფანტვა ატმოსფეროში.

დედამიწის ატმოსფეროში გავლისას მზის გამოსხივება სუსტდება ატმოსფერული გაზებისა და აეროზოლების მიერ შეწოვისა და გაფანტვის გამო. ამავდროულად იცვლება მისი სპექტრული შემადგენლობაც. მზის სხვადასხვა სიმაღლეზე და დედამიწის ზედაპირის ზემოთ დაკვირვების წერტილის სხვადასხვა სიმაღლეზე, ატმოსფეროში მზის სხივის მიერ გავლილი ბილიკის სიგრძე ერთნაირი არ არის. სიმაღლის კლებასთან ერთად, გამოსხივების ულტრაიისფერი ნაწილი განსაკუთრებით მკვეთრად მცირდება, ხილული ნაწილი ოდნავ მცირდება და მხოლოდ ოდნავ ინფრაწითელი ნაწილი.

რადიაციის გაფანტვა ატმოსფეროში ძირითადად ხდება ჰაერის სიმკვრივის უწყვეტი რყევების (რყევების) შედეგად ატმოსფეროს ყველა წერტილში, რაც გამოწვეულია ატმოსფერული აირის მოლეკულების ზოგიერთი „კასეტურის“ (გროვების) წარმოქმნით და განადგურებით. აეროზოლის ნაწილაკები ასევე ავრცელებენ მზის გამოსხივებას. გაფანტვის ინტენსივობა ხასიათდება გაფანტვის კოეფიციენტით.

K = ფორმულის დამატება.

გაფანტვის ინტენსივობა დამოკიდებულია გაფანტული ნაწილაკების რაოდენობაზე მოცულობის ერთეულზე, მათ ზომაზე და ბუნებაზე, ასევე თავად გაფანტული გამოსხივების ტალღის სიგრძეზე.

რაც უფრო ძლიერია სხივები, მით უფრო მოკლეა ტალღის სიგრძე. მაგალითად, იისფერი სხივები 14-ჯერ მეტს იფანტება, ვიდრე წითელი, რაც ხსნის ცის ლურჯ ფერს. როგორც ზემოთ აღინიშნა (იხ. განყოფილება 2.2), ატმოსფეროში გამავალი მზის პირდაპირი გამოსხივება ნაწილობრივ იშლება. სუფთა და მშრალ ჰაერში მოლეკულური გაფანტვის კოეფიციენტის ინტენსივობა ემორჩილება რეილის კანონს:

k= s/ი4 ,

სადაც C არის კოეფიციენტი, რომელიც დამოკიდებულია გაზის მოლეკულების რაოდენობაზე ერთეულ მოცულობაზე; X არის გაფანტული ტალღის სიგრძე.

ვინაიდან წითელი სინათლის შორეული ტალღის სიგრძე თითქმის ორჯერ აღემატება იისფერი სინათლის ტალღის სიგრძეს, პირველი მიმოფანტულია ჰაერის მოლეკულებით 14-ჯერ ნაკლები, ვიდრე ეს უკანასკნელი. ვინაიდან იისფერი სხივების საწყისი ენერგია (გაფანტვამდე) ნაკლებია ლურჯსა და ლურჯზე, გაფანტულ სინათლეში მაქსიმალური ენერგია (მიმოფანტული მზის გამოსხივება) გადადის ლურჯ-ლურჯ სხივებზე, რაც განსაზღვრავს ცის ლურჯ ფერს. ამრიგად, დიფუზური გამოსხივება უფრო მდიდარია ფოტოსინთეზურად აქტიური სხივებით, ვიდრე პირდაპირი გამოსხივება.

ჰაერში, რომელიც შეიცავს მინარევებს (წყლის პატარა წვეთები, ყინულის კრისტალები, მტვრის ნაწილაკები და ა.შ.), გაფანტვა ერთნაირია ხილული გამოსხივების ყველა უბნისთვის. მაშასადამე, ცა იძენს მოთეთრო ელფერს (ჩნდება ნისლი). ღრუბლის ელემენტები (დიდი წვეთები და კრისტალები) საერთოდ არ ფანტავს მზის სხივებს, არამედ ირეკლავს მათ დიფუზურად. შედეგად, მზის მიერ განათებული ღრუბლები თეთრია.

5. PAR (ფოტოსინთეზურად აქტიური გამოსხივება)

ფოტოსინთეზურად აქტიური გამოსხივება. ფოტოსინთეზის პროცესში გამოიყენება არა მზის გამოსხივების მთელი სპექტრი, არამედ მხოლოდ მისი

ნაწილი ტალღის სიგრძის დიაპაზონში 0,38 ... 0,71 მიკრონი, - ფოტოსინთეზურად აქტიური გამოსხივება (PAR).

ცნობილია, რომ ხილული გამოსხივება, რომელიც ადამიანის თვალით აღიქმება თეთრად, შედგება ფერადი სხივებისგან: წითელი, ნარინჯისფერი, ყვითელი, მწვანე, ლურჯი, ინდიგო და იისფერი.

მცენარის ფოთლების მიერ მზის გამოსხივების ენერგიის ათვისება შერჩევითია (შერჩევითი). ყველაზე ინტენსიური ფოთლები შთანთქავს ლურჯ-იისფერ (X = 0.48 ... 0.40 მიკრონი) და ნარინჯისფერ-წითელ (X = 0.68 მიკრონი) სხივებს, ნაკლებად ყვითელ-მწვანეს (A. = 0.58 ... 0.50 მიკრონი) და შორს წითელს (A. .\u003e 0,69 მიკრონი) სხივები.

დედამიწის ზედაპირზე მაქსიმალური ენერგია მზის პირდაპირი გამოსხივების სპექტრში, როდესაც მზე მაღალია, მოდის ყვითელ-მწვანე სხივების რეგიონზე (მზის დისკი ყვითელია). როდესაც მზე ჰორიზონტთან ახლოსაა, შორეულ წითელ სხივებს აქვთ მაქსიმალური ენერგია (მზის დისკო წითელია). ამიტომ, მზის პირდაპირი სხივების ენერგია ნაკლებად მონაწილეობს ფოტოსინთეზის პროცესში.

ვინაიდან PAR არის სასოფლო-სამეურნეო ქარხნების პროდუქტიულობის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ფაქტორი, დიდი პრაქტიკული მნიშვნელობა აქვს შემომავალი PAR-ის ოდენობის შესახებ ინფორმაციას, მისი განაწილების ტერიტორიის და დროში გათვალისწინებით.

PAR-ის ინტენსივობის გაზომვა შესაძლებელია, მაგრამ ამისათვის საჭიროა სპეციალური სინათლის ფილტრები, რომლებიც გადასცემენ მხოლოდ ტალღებს 0,38 ... 0,71 მიკრონის დიაპაზონში. არსებობს ასეთი მოწყობილობები, მაგრამ ისინი არ გამოიყენება აქტინომეტრული სადგურების ქსელში, მაგრამ ისინი ზომავენ მზის გამოსხივების ინტეგრალური სპექტრის ინტენსივობას. PAR-ის მნიშვნელობა შეიძლება გამოითვალოს პირდაპირი, დიფუზური ან მთლიანი რადიაციის შემოსვლის მონაცემებით H. G. Tooming-ის მიერ შემოთავაზებული კოეფიციენტების გამოყენებით და:

Qfar = 0.43 ს"+0.57 D);

შედგენილია რუსეთის ტერიტორიაზე ფარის ყოველთვიური და წლიური თანხების განაწილების რუქები.

კულტურების მიერ PAR-ის გამოყენების ხარისხის დასახასიათებლად გამოიყენება PAR-ის ეფექტურობა:

KPIfar = (ჯამქ/ ფარები/ჯამქ/ ფარები) 100%,

სადაც ჯამიქ/ ფარები- მცენარეების ვეგეტაციის პერიოდში ფოტოსინთეზზე დახარჯული PAR-ის რაოდენობა; ჯამიქ/ ფარები- ამ პერიოდის განმავლობაში კულტურებისთვის მიღებული PAR-ის რაოდენობა;

კულტურები მათი საშუალო CPIF მნიშვნელობების მიხედვით იყოფა ჯგუფებად (შესაბამისად): ჩვეულებრივ შეინიშნება - 0,5 ... 1,5%; კარგი-1,5...3,0; რეკორდი - 3,5...5,0; თეორიულად შესაძლებელია - 6.0 ... 8.0%.

6. დედამიწის ზედაპირის რადიაციული ბალანსი

რადიაციის ენერგიის შემომავალ და გამავალ ნაკადებს შორის განსხვავებას დედამიწის ზედაპირის რადიაციული ბალანსი (B) ეწოდება.

დღის განმავლობაში დედამიწის ზედაპირის რადიაციული ბალანსის შემომავალი ნაწილი შედგება მზის პირდაპირი და დიფუზური გამოსხივებისგან, ასევე ატმოსფერული გამოსხივებისგან. ბალანსის ხარჯვითი ნაწილია დედამიწის ზედაპირის გამოსხივება და ასახული მზის გამოსხივება:

ბ= ს / + დ+ ეა-E3-რკ

განტოლება ასევე შეიძლება დაიწეროს სხვა ფორმით: ბ = ქ- RK - ეეფ.

ღამის საათისთვის რადიაციული ბალანსის განტოლებას აქვს შემდეგი ფორმა:

B \u003d Ea - E3, ან B \u003d -Eef.

თუ გამოსხივების შეყვანა გამომავალზე მეტია, მაშინ გამოსხივების ბალანსი დადებითია და აქტიური ზედაპირი* თბება. უარყოფითი ბალანსით ის კლებულობს. ზაფხულში რადიაციული ბალანსი დღისით დადებითია, ღამით კი უარყოფითი. ნულოვანი გადაკვეთა ხდება დილით მზის ამოსვლიდან დაახლოებით 1 საათის შემდეგ, ხოლო საღამოს მზის ჩასვლამდე 1-2 საათით ადრე.

წლიური რადიაციული ბალანსი იმ ადგილებში, სადაც სტაბილურია თოვლის საფარი, აქვს უარყოფითი მნიშვნელობები ცივ სეზონში, ხოლო დადებითი მნიშვნელობები თბილ სეზონზე.

დედამიწის ზედაპირის რადიაციული ბალანსი მნიშვნელოვნად მოქმედებს ნიადაგის ტემპერატურის განაწილებაზე და ატმოსფეროს ზედაპირულ ფენაზე, აგრეთვე აორთქლებისა და თოვლის დნობის პროცესებზე, ნისლისა და ყინვის წარმოქმნაზე, ჰაერის მასების თვისებების ცვლილებაზე (მათი ტრანსფორმაცია).

სასოფლო-სამეურნეო დანიშნულების მიწის რადიაციული რეჟიმის ცოდნა საშუალებას იძლევა გამოვთვალოთ ნათესებისა და ნიადაგის მიერ შთანთქმული რადიაციის რაოდენობა მზის სიმაღლის, ნათესების აგებულებისა და მცენარის განვითარების ფაზის მიხედვით. რეჟიმზე მონაცემები ასევე აუცილებელია ნიადაგის ტემპერატურისა და ტენის რეგულირების, აორთქლების სხვადასხვა მეთოდების შესაფასებლად, რომელზედაც დამოკიდებულია მცენარის ზრდა-განვითარება, მოსავლის ფორმირება, მისი რაოდენობა და ხარისხი.

რადიაციაზე და, შესაბამისად, აქტიური ზედაპირის თერმულ რეჟიმზე ზემოქმედების ეფექტური აგრონომიული მეთოდებია მულჩირება (მიწის დაფარვა ტორფის ჩიპების თხელი ფენით, დამპალი ნაკელი, ნახერხი და ა.შ.), ნიადაგის პლასტმასის საფარით დაფარვა და მორწყვა. . ეს ყველაფერი ცვლის აქტიური ზედაპირის ამრეკლავ და შთანთქმის შესაძლებლობებს.

* აქტიური ზედაპირი - ნიადაგის, წყლის ან მცენარეული საფარის ზედაპირი, რომელიც უშუალოდ შთანთქავს მზის და ატმოსფერულ გამოსხივებას და გამოყოფს რადიაციას ატმოსფეროში, რითაც არეგულირებს ჰაერის მიმდებარე ფენების და ნიადაგის, წყლის, მცენარეულობის ქვეშ მყოფი ფენების თერმულ რეჟიმს.