maliwanag na ningning sinusunog tayo ng maiinit na sinag at pinapaisip tayo tungkol sa kahalagahan ng radiation sa ating buhay, mga benepisyo at pinsala nito. Ano ang solar radiation? Aral pisika ng paaralan iniimbitahan tayo na magsimula sa konsepto electromagnetic radiation pangkalahatan. Ang terminong ito ay tumutukoy sa isa pang anyo ng bagay - iba sa substance. Kasama rin dito nakikitang liwanag, at isang spectrum na hindi nakikita ng mata. Iyon ay, x-ray, gamma ray, ultraviolet at infrared.

Mga electromagnetic wave

Sa pagkakaroon ng source-emitter ng radiation, ang mga electromagnetic wave nito ay kumakalat sa lahat ng direksyon sa bilis ng liwanag. Ang mga alon na ito, tulad ng iba pa, ay may ilang mga katangian. Kabilang dito ang dalas ng oscillation at wavelength. Ang pag-aari ng naglalabas ng radiation ay tinataglay ng anumang katawan na ang temperatura ay naiiba ganap na zero.

Ang araw ang pangunahing at pinakamakapangyarihang pinagmumulan ng radiation malapit sa ating planeta. Sa turn, ang Earth (atmospera at ibabaw nito) mismo ay naglalabas ng radiation, ngunit sa ibang saklaw. Ang pagmamasid sa mga kondisyon ng temperatura sa planeta sa mahabang panahon ay nagbigay ng hypothesis tungkol sa balanse ng dami ng init na natanggap mula sa Araw at ibinibigay sa outer space.

Solar radiation: parang multo na komposisyon

Ganap na mayorya (mga 99%) enerhiyang solar sa spectrum ay nasa hanay ng wavelength mula 0.1 hanggang 4 μm. Ang natitirang 1% ay mas mahaba at mas maiikling ray, kabilang ang mga radio wave at x-ray. Humigit-kumulang kalahati ng nagniningning na enerhiya ng araw ay nahuhulog sa spectrum na nakikita ng ating mga mata, mga 44% - sa infrared radiation, 9% - hanggang ultraviolet. Paano natin malalaman kung paano nahahati ang solar radiation? Ang pagkalkula ng pamamahagi nito ay posible salamat sa pananaliksik mula sa mga satellite ng kalawakan.

May mga substance na pwede espesyal na kondisyon at naglalabas ng karagdagang radiation ng ibang wave range. Halimbawa, mayroong isang glow sa mababang temperatura ah, hindi katangian para sa pagpapalabas ng liwanag ng sangkap na ito. Ganitong klase Ang radiation, na tinatawag na luminescent, ay hindi nagpapahiram sa sarili nito sa karaniwang mga prinsipyo ng thermal radiation.

Ang kababalaghan ng luminescence ay nangyayari pagkatapos ng pagsipsip ng isang tiyak na halaga ng enerhiya ng sangkap at ang paglipat sa ibang estado (ang tinatawag na excited na estado), na mas mataas sa enerhiya kaysa sa sariling temperatura ng sangkap. Lumilitaw ang luminescence sa panahon ng reverse transition - mula sa isang nasasabik sa isang pamilyar na estado. Sa kalikasan, maaari nating obserbahan ito sa anyo ng night sky glows at aurora.

Ang ating ningning

Enerhiya sinag ng araw- halos ang tanging pinagmumulan ng init para sa ating planeta. Ang sarili nitong radiation, na nagmumula sa kalaliman nito hanggang sa ibabaw, ay may intensity na halos 5 libong beses na mas mababa. Kasabay nito, ang nakikitang liwanag ay isa sa kritikal na mga kadahilanan Ang buhay sa planeta ay bahagi lamang ng solar radiation.

Ang enerhiya ng sinag ng araw ay na-convert sa init isang mas maliit na bahagi- sa atmospera, higit pa - sa ibabaw ng Earth. Doon ito ay ginugugol sa pagpainit ng tubig at lupa (itaas na mga layer), na pagkatapos ay nagbibigay ng init sa hangin. Sa pagiging pinainit, ang atmospera at ang ibabaw ng lupa, naman, ay naglalabas infrared rays sa kalawakan, habang pinapalamig.

Solar radiation: kahulugan

Ang radiation na dumarating sa ibabaw ng ating planeta nang direkta mula sa solar disk ay karaniwang tinutukoy bilang direktang solar radiation. Ipinakalat ito ng araw sa lahat ng direksyon. Dahil sa malawak na distansya mula sa Earth hanggang sa Araw, direktang solar radiation sa anumang punto ibabaw ng lupa ay maaaring katawanin bilang isang sinag ng parallel rays, ang pinagmulan nito ay halos nasa infinity. Ang lugar na patayo sa mga sinag sikat ng araw, kaya natatanggap ang pinakamalaking halaga nito.

Ang density ng radiation ng flux (o irradiance) ay isang sukatan ng dami ng insidente ng radiation sa isang partikular na ibabaw. Ito ang dami ng nagliliwanag na enerhiya na bumabagsak sa bawat yunit ng oras bawat yunit ng lugar. sinusukat binigay na halaga- pag-iilaw ng enerhiya - sa W / m 2. Ang ating Daigdig, tulad ng alam ng lahat, ay umiikot sa Araw sa isang ellipsoidal orbit. Ang araw ay nasa isa sa mga foci ng ellipse na ito. Samakatuwid, bawat taon tiyak na oras(unang bahagi ng Enero) ang Earth ay sumasakop sa isang posisyon na pinakamalapit sa Araw at sa isa pa (unang bahagi ng Hulyo) - pinakamalayo mula dito. Sa kasong ito, ang magnitude ng pag-iilaw ng enerhiya ay nag-iiba sa kabaligtaran na proporsyon na may paggalang sa parisukat ng distansya sa luminary.

Saan napupunta ang solar radiation na umaabot sa Earth? Ang mga uri nito ay tinutukoy ng maraming mga kadahilanan. Depende sa heograpikal na latitude, halumigmig, maulap, bahagi nito ay nawawala sa atmospera, bahagi ay hinihigop, ngunit karamihan ay umaabot pa rin sa ibabaw ng planeta. Sa kasong ito, ang isang maliit na halaga ay makikita, at ang pangunahing isa ay hinihigop ng ibabaw ng lupa, sa ilalim ng impluwensya kung saan ito ay pinainit. Ang nakakalat na solar radiation ay bahagyang bumabagsak din sa ibabaw ng mundo, bahagyang nasisipsip nito at bahagyang nasasalamin. Ang natitirang bahagi nito ay napupunta sa kalawakan.

Paano ang pamamahagi

Ang solar radiation ba ay homogenous? Ang mga uri nito pagkatapos ng lahat ng "pagkalugi" sa kapaligiran ay maaaring magkakaiba sa kanilang sariling paraan. parang multo na komposisyon. Pagkatapos ng lahat, ang mga sinag na may iba't ibang haba ay nakakalat at hinihigop nang iba. Sa karaniwan, humigit-kumulang 23% ng paunang halaga nito ay hinihigop ng atmospera. Humigit-kumulang 26% ng kabuuang pagkilos ng bagay ay na-convert sa nagkakalat na radiation, 2/3 nito pagkatapos ay bumagsak sa Earth. Sa esensya, ito ay ibang uri ng radiation, iba sa orihinal. Ang nakakalat na radiation ay ipinadala sa Earth hindi sa pamamagitan ng disk ng Araw, ngunit sa pamamagitan ng vault ng langit. Mayroon itong ibang spectral na komposisyon.

Sumisipsip ng radiation pangunahin ang ozone - nakikitang spectrum, at ultra-violet ray. Ang infrared radiation ay hinihigop carbon dioxide(carbon dioxide), na, sa pamamagitan ng paraan, ay napakaliit sa atmospera.

Ang pagkalat ng radiation, pagpapahina nito, ay nangyayari para sa anumang wavelength ng spectrum. Sa proseso, ang mga particle nito, bumabagsak sa ilalim impluwensyang electromagnetic, muling ipamahagi ang enerhiya ng wave ng insidente sa lahat ng direksyon. Iyon ay, ang mga particle ay nagsisilbing point source ng enerhiya.

Liwanag ng araw

Dahil sa pagkalat, ang liwanag na nagmumula sa araw ay nagbabago ng kulay kapag dumadaan sa mga layer ng atmospera. Praktikal na halaga scattering - sa paglikha ng liwanag ng araw. Kung ang Earth ay walang atmospera, ang pag-iilaw ay iiral lamang sa mga lugar kung saan ang direkta o sinasalamin na sinag ng araw ay tumama sa ibabaw. Ibig sabihin, ang kapaligiran ang pinagmumulan ng pag-iilaw sa araw. Salamat dito, ito ay magaan kapwa sa mga lugar na hindi naa-access sa direktang mga sinag, at kapag ang araw ay nakatago sa likod ng mga ulap. Ito ay nakakalat na nagbibigay kulay sa hangin - nakikita natin ang asul na langit.

Ano pa ang nakakaimpluwensya sa solar radiation? Ang turbidity factor ay hindi rin dapat bawasan. Pagkatapos ng lahat, ang pagpapahina ng radiation ay nangyayari sa dalawang paraan - ang kapaligiran mismo at singaw ng tubig, pati na rin ang iba't ibang mga impurities. Ang antas ng alikabok ay tumataas sa tag-araw (tulad ng nilalaman ng singaw ng tubig sa kapaligiran).

Kabuuang radiation

Ibig sabihin kabuuan radiation na bumabagsak sa ibabaw ng mundo, parehong direkta at nagkakalat. Bumababa ang kabuuang solar radiation sa maulap na panahon.

Para sa kadahilanang ito, sa tag-araw, ang kabuuang radiation ay nasa average na mas mataas bago ang tanghali kaysa pagkatapos nito. At sa unang kalahati ng taon - higit pa kaysa sa pangalawa.

Ano ang nangyayari sa kabuuang radiation sa ibabaw ng mundo? Pagdating doon, ito ay kadalasang hinihigop ng itaas na layer ng lupa o tubig at nagiging init, bahagi nito ay makikita. Ang antas ng pagmuni-muni ay nakasalalay sa likas na katangian ng ibabaw ng mundo. Isang tagapagpahiwatig na nagpapahayag porsyento sumasalamin sa solar radiation sa kabuuang halaga nito na bumabagsak sa ibabaw, na tinatawag na surface albedo.

Ang konsepto ng self-radiation ng ibabaw ng mundo ay nauunawaan bilang long-wave radiation na ibinubuga ng mga halaman, snow cover, itaas na layer ng tubig at lupa. Ang balanse ng radiation ng isang ibabaw ay ang pagkakaiba sa pagitan ng dami nito na hinihigop at ibinubuga.

Mabisang Radiation

Ito ay pinatunayan na ang counter radiation ay halos palaging mas mababa kaysa sa terrestrial isa. Dahil dito, ang ibabaw ng lupa ay nagdadala pagkawala ng init. Ang pagkakaiba sa pagitan ng intrinsic radiation ng ibabaw at ng atmospheric radiation ay tinatawag na epektibong radiation. Ito ay talagang isang netong pagkawala ng enerhiya at, bilang resulta, init sa gabi.

Umiiral din ito sa araw. Ngunit sa araw na ito ay bahagyang nabayaran o kahit na hinarangan ng hinihigop na radiation. Samakatuwid, ang ibabaw ng lupa ay mas mainit sa araw kaysa sa gabi.

Sa heograpikal na pamamahagi ng radiation

Solar radiation sa Earth sa panahon ng taon ay ipinamamahagi nang hindi pantay. Ang pamamahagi nito ay may zonal na karakter, at mga isoline (pagkonekta ng mga punto ang parehong mga halaga) ng radiative flux ay hindi magkapareho sa mga latitudinal na bilog. Ang pagkakaibang ito ay sanhi ng iba't ibang antas ng cloudiness at transparency ng atmospera sa iba't ibang lugar Earth globe.

Ang kabuuang solar radiation sa taon ay may pinakamalaking halaga sa sub mga tropikal na disyerto may maulap na kapaligiran. Ito ay mas mababa sa mga rehiyon ng kagubatan ng equatorial belt. Ang dahilan nito ay ang pagtaas ng cloudiness. Ang tagapagpahiwatig na ito ay bumababa patungo sa parehong mga poste. Ngunit sa rehiyon ng mga pole ito ay tumataas muli - sa hilagang hemisphere ay mas kaunti, sa rehiyon ng maniyebe at bahagyang maulap na Antarctica - higit pa. Sa itaas ng ibabaw ng mga karagatan, sa karaniwan, ang solar radiation ay mas mababa kaysa sa ibabaw ng mga kontinente.

Halos saanman sa Earth, ang ibabaw ay may positibong balanse ng radiation, iyon ay, sa parehong oras, ang pag-agos ng radiation ay mas malaki kaysa sa epektibong radiation. Ang mga pagbubukod ay ang mga rehiyon ng Antarctica at Greenland kasama ang kanilang mga talampas na yelo.

Nahaharap ba tayo sa global warming?

Ngunit ang nasa itaas ay hindi nangangahulugan ng taunang pag-init ng ibabaw ng daigdig. Ang labis na hinihigop na radiation ay binabayaran ng pagtagas ng init mula sa ibabaw patungo sa atmospera, na nangyayari kapag nagbabago ang yugto ng tubig (pagsingaw, paghalay sa anyo ng mga ulap).

Kaya, walang radiation equilibrium tulad nito sa ibabaw ng Earth. Ngunit mayroong isang lugar thermal ekwilibriyo- ang pag-agos at pagkawala ng init ay balanse sa iba't ibang paraan, kabilang ang radiation.

Pamamahagi ng balanse sa card

Sa parehong mga latitude ng mundo, ang balanse ng radiation ay mas malaki sa ibabaw ng karagatan kaysa sa ibabaw ng lupa. Ito ay maaaring ipaliwanag sa katotohanan na ang layer na sumisipsip ng radiation sa mga karagatan ay may malaking kapal, habang kasabay nito, ang epektibong radiation doon ay mas mababa dahil sa lamig ng ibabaw ng dagat kumpara sa lupa.

Ang mga makabuluhang pagbabagu-bago sa amplitude ng pamamahagi nito ay sinusunod sa mga disyerto. Ang balanse ay mas mababa doon dahil sa mataas na epektibong radiation sa tuyong hangin at mababang takip ng ulap. AT mababang antas ito ay ibinababa sa mga lugar ng monsoonal na klima. Sa mainit-init na panahon, ang cloudiness doon ay tumaas, at ang absorbed solar radiation ay mas mababa kaysa sa iba pang mga rehiyon ng parehong latitude.

Syempre, pangunahing salik, kung saan nakasalalay ang average na taunang solar radiation, ay ang latitude ng isang partikular na lugar. Itala ang "mga bahagi" ng ultraviolet na napupunta sa mga bansang malapit sa ekwador. Ito ang North East Africa, Silangang Baybayin, Arabian Peninsula, hilaga at kanluran ng Australia, bahagi ng mga isla ng Indonesia, kanluran bahagi mga baybayin ng Timog Amerika.

Sa Europa, Turkey, timog ng Espanya, Sicily, Sardinia, mga isla ng Greece, ang baybayin ng France ( katimugang bahagi), pati na rin ang bahagi ng mga rehiyon ng Italy, Cyprus at Crete.

Paano naman tayo?

Ang kabuuang radiation ng solar sa Russia ay ibinahagi, sa unang tingin, nang hindi inaasahan. Sa teritoryo ng ating bansa, kakaiba, hindi ang mga resort sa Black Sea ang may hawak ng palad. Ang pinakamalaking dosis solar radiation matatagpuan sa mga teritoryong nasa hangganan ng Tsina, at Severnaya Zemlya. Sa pangkalahatan, ang solar radiation sa Russia ay hindi partikular na matindi, na ganap na ipinaliwanag ng aming hilagang heyograpikong lokasyon. Minimal na halaga nakakakuha ng sikat ng araw hilagang-kanlurang rehiyon- St. Petersburg, kasama ang mga nakapaligid na lugar.

Ang solar radiation sa Russia ay mas mababa sa Ukraine. Doon, ang pinakamaraming ultraviolet radiation ay napupunta sa Crimea at mga teritoryo sa kabila ng Danube, sa pangalawang lugar ay ang mga Carpathians na may mga rehiyon sa timog Ukraine.

Ang kabuuang (kabilang dito ang parehong direkta at nakakalat) na solar radiation na bumabagsak sa isang pahalang na ibabaw ay ibinibigay ng mga buwan sa mga espesyal na idinisenyong talahanayan para sa iba't ibang mga teritoryo at sinusukat sa MJ / m 2. Halimbawa, ang solar radiation sa Moscow ay may mga tagapagpahiwatig mula 31-58 mga buwan ng taglamig hanggang 568-615 sa tag-araw.

Tungkol sa solar insolation

Ang insolation, o ang dami ng kapaki-pakinabang na radyasyon na bumabagsak sa ibabaw na nasisinagan ng araw, ay lubhang nag-iiba sa iba't ibang heograpikal na mga punto. Ang taunang insolation ay kinakalkula para sa isa metro kwadrado sa megawatts. Halimbawa, sa Moscow ang halagang ito ay 1.01, sa Arkhangelsk - 0.85, sa Astrakhan - 1.38 MW.

Kapag tinutukoy ito, kinakailangang isaalang-alang ang mga kadahilanan tulad ng oras ng taon (sa taglamig, ang pag-iilaw at longitude ng araw ay mas mababa), ang likas na katangian ng lupain (maaaring harangan ng mga bundok ang araw), katangian ng lugar. panahon- hamog na ulap, madalas na pag-ulan at maulap. Ang eroplanong tumatanggap ng liwanag ay maaaring i-orient nang patayo, pahalang o pahilig. Ang halaga ng insolation, pati na rin ang pamamahagi ng solar radiation sa Russia, ay isang data na nakapangkat sa isang talahanayan ayon sa lungsod at rehiyon, na nagpapahiwatig ng heograpikal na latitude.

Kabuuang radiation- ay ang kabuuan ng direkta (sa isang pahalang na ibabaw) at nakakalat na radiation:

Ang komposisyon ng kabuuang radiation, ibig sabihin, ang ratio sa pagitan ng direkta at nagkakalat na radiation, ay nag-iiba depende sa taas ng araw, ang transparency ng kapaligiran at cloudiness.

1. Bago sumikat ang araw, ang kabuuang radiation ay binubuo ng buo, at sa mababang taas ng araw, ito ay pangunahing binubuo ng nakakalat na radiation.

2. Kung mas transparent ang kapaligiran, mas maliit ang proporsyon ng nakakalat na radiation sa kabuuan.

3. Depende sa hugis, taas at bilang ng mga ulap, ang proporsyon ng nakakalat na radiation ay tumataas sa iba't ibang antas. Kapag ang araw ay natatakpan ng makakapal na ulap, ang kabuuang radiation ay binubuo lamang ng nakakalat na radiation. Sa gayong mga ulap nakakalat na radiation Bahagyang bumubuo lamang ng pagbaba sa tuwid na linya, kaya ang pagtaas sa bilang at density ng mga ulap ay, sa karaniwan, na sinamahan ng pagbaba sa kabuuang radiation. Ngunit sa isang maliit o manipis na takip ng ulap, kapag ang araw ay ganap na nakabukas o hindi ganap na natatakpan ng mga ulap, ang kabuuang radiation dahil sa pagtaas ng nakakalat na radiation ay maaaring maging mas malaki kaysa sa isang malinaw na kalangitan,

Reflection ng solar radiation mula sa ibabaw ng mundo

Ang kabuuang radiation na dumarating sa anumang ibabaw ay bahagyang hinihigop nito at bahagyang nasasalamin. Ang ratio ng dami ng solar radiation na sinasalamin ng isang ibinigay na ibabaw sa papasok na kabuuang radiation ay tinatawag reflectivity o albedo: A=R K /Q

kung saan si Rk - sumasalamin sa radiation flux. Ang Albedo ay karaniwang ipinahayag bilang isang fraction ng isang yunit o bilang isang porsyento.

Ang albedo ng ibabaw ng mundo ay nakasalalay sa mga katangian at kondisyon nito: kulay, halumigmig, pagkamagaspang, presensya at likas na katangian ng vegetation cover. Ang madilim at magaspang na mga lupa ay nagpapakita ng mas mababa kaysa sa magaan at makinis na mga lupa. Ang mga basang lupa ay mas mababa kaysa sa mga tuyong lupa dahil mas madidilim ang mga ito. Dahil dito, sa pagtaas ng kahalumigmigan ng lupa, ang bahagi ng kabuuang radiation na hinihigop nito ay tumataas. Ito ay may malaking impluwensya, halimbawa, sa thermal regime ng irigasyon na mga patlang.

Ang bagong bumagsak na niyebe ay ang pinaka mapanimdim. Sa ilang mga kaso, ang snow albedo ay umabot sa 87.%, at sa Arctic at Antarctic, kahit na 98%. Ang nakaimpake, natunaw at mas maruming niyebe ay sumasalamin nang mas kaunti. Ang albedo ng iba't ibang mga lupa at vegetation cover ay medyo kaunti ang pagkakaiba.

Ang albedo ng mga natural na ibabaw ay medyo nagbabago sa araw, kung saan ang pinakamataas na albedo ay sinusunod sa umaga at gabi, habang ang albedo ay bahagyang bumababa sa araw. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pag-asa ng parang multo na komposisyon ng kabuuang radiation sa taas ng araw at ang hindi pantay na pagmuni-muni ng parehong ibabaw para sa iba't ibang haba mga alon. Sa isang mababang altitude ng araw, ang bahagi ng nakakalat na radiation sa komposisyon ng kabuuang radiation ay nadagdagan, at ang huli ay makikita mula sa isang magaspang na ibabaw nang mas malakas kaysa sa isang tuwid.

Ang albedo ng mga ibabaw ng tubig ay, sa karaniwan, mas mababa kaysa sa albedo ng ibabaw ng lupa. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang mga sinag ng araw ay tumagos nang mas malalim sa itaas na mga layer ng tubig na malinaw sa kanila kaysa sa lupa. Sa tubig sila ay dispersed at hinihigop. Sa bagay na ito, ang albedo ng tubig ay apektado ng antas ng labo nito: para sa marumi at malabo na tubig, ang albedo ay kapansin-pansing tumataas kumpara sa malinis na tubig. Ang reflectivity ng mga ulap ay napakataas: sa karaniwan, ang kanilang albedo ay halos 80 %.

Alam ang albedo ng ibabaw at ang kabuuang radiation, posibleng matukoy ang dami ng short-wave radiation na hinihigop ng isang partikular na ibabaw. Ang halaga ng 1-A ay ang koepisyent ng pagsipsip ng short-wave radiation ng isang partikular na ibabaw. Ipinapakita nito kung anong bahagi ng kabuuang radiation na dumarating sa isang partikular na ibabaw ang nasisipsip nito.

Mga sukat ng Albedo malalaking lugar ang ibabaw ng lupa at mga ulap ay isinasagawa sa mga artipisyal na satellite Lupa. Ang impormasyon tungkol sa albedo ng mga ulap ay ginagawang posible upang matantya ang kanilang vertical na lawak, at ang kaalaman sa albedo ng dagat ay ginagawang posible upang makalkula ang taas ng mga alon.

Zonalpamamahagi ng solar radiation malapit sa ibabaw ng mundo.

Ang solar radiation ay umabot sa ibabaw ng lupa na pinahina ng atmospheric absorption at scattering. Bilang karagdagan, palaging may mga ulap sa atmospera, at ang direktang solar radiation ay madalas na hindi umabot sa ibabaw ng mundo, na hinihigop, nakakalat at sinasalamin pabalik ng mga ulap. Maaaring bawasan ng cloudiness ang pag-agos ng direktang radiation sa isang malawak na hanay. Halimbawa, sa disyerto zone, 20% lamang ng direktang solar radiation ang nawala dahil sa pagkakaroon ng mga ulap. Ngunit sa isang monsoon climate, ang pagkawala ng direktang radiation dahil sa cloudiness ay 75%. Sa St. Petersburg, kahit na sa isang taunang average, hindi pinapayagan ng mga ulap ang 65% ng direktang radiation na maabot ang ibabaw ng lupa.

Pamamahagi ng direktang solar radiation sa ibabaw globo nagsusuot kumplikadong kalikasan, dahil ang antas ng transparency ng atmospera at cloudiness ay napaka variable depende sa heograpikal na sitwasyon. Ang pinakamalaking pag-agos ng direktang radiation sa tag-araw ay hindi sa mga polar latitude, tulad ng sa hangganan ng atmospera, ngunit sa 30-40° latitude. Sa polar latitude, ang attenuation ng radiation ay masyadong malaki dahil sa mababang altitude ng araw. Sa tagsibol at taglagas, ang pinakamataas na direktang radiation ay wala sa ekwador, tulad ng sa hangganan ng atmospera, ngunit sa 10-20 ° sa tagsibol at 20-30 ° sa taglagas: ang ekwador ay masyadong maulap. Sa taglamig lamang ng hemisphere na ito ang equatorial zone ay tumatanggap ng radiation sa ibabaw ng mundo, gayundin sa itaas na hangganan kapaligiran, higit sa lahat ng iba pang mga zone.

Ang mga halaga ng nakakalat na radiation ay karaniwang mas maliit kaysa sa direktang radiation, ngunit ang pagkakasunud-sunod ng magnitude ay pareho. Sa tropikal at gitnang latitude, ang dami ng nakakalat na radiation ay mula kalahati hanggang dalawang-katlo ng direktang radiation; sa ilalim ng 50-60 ° latitude ito ay malapit na sa isang tuwid na linya, at sa mataas na latitude(60-90°) ang diffuse radiation ay mas malaki kaysa sa direktang radiation sa halos buong taon. Sa tag-araw, ang pag-agos ng nakakalat na radiation sa matataas na latitude ay mas malaki kaysa sa ibang mga zone. hilagang hemisphere.

Geographic na pamamahagi ng kabuuang radiation

Isaalang-alang natin ang pamamahagi ng taunang at buwanang dami (sums) ng kabuuang radiation sa buong mundo. Nakita namin na ito ay hindi masyadong zonal: ang mga radiation isoline sa mga mapa ay hindi nag-tutugma sa mga latitudinal na bilog. Ang mga paglihis na ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang pamamahagi ng radiation sa buong mundo ay naiimpluwensyahan ng transparency ng atmospera at cloudiness. Ang taunang halaga ng kabuuang radiation sa mga tropikal at subtropikal na latitude ay higit sa 140 kcal/cm2. Ang mga ito ay lalo na malaki sa mababang-ulap na subtropikal na disyerto, at sa Hilagang Africa umabot sa 200-220 kcal/cm2. Ngunit sa ibabaw ng ekwador mga lugar sa kagubatan sa kanilang malaking ulap (sa ibabaw ng Amazon at Congo basin, sa Indonesia), sila ay nabawasan sa 100-120 kcal/cm2. Sa mas matataas na latitude ng parehong hemispheres, bumababa ang taunang halaga ng kabuuang radiation, na umaabot sa 60-80 kcal/cm2 sa 60° latitude. Ngunit pagkatapos ay lumaki silang muli - kaunti sa hilagang hemisphere, ngunit napakalaki sa maulap at maniyebe na Antarctica, kung saan sa kailaliman ng mainland ay umabot sila sa 120-130 kcal / cm2, i.e., mga halaga na malapit sa tropikal at lumalampas sa mga ekwador. Sa ibabaw ng karagatan, ang dami ng radiation ay mas mababa kaysa sa lupa.

Disyembre pinakamalaking kabuuan radiation, hanggang 20-22 kcal/cm2 at mas mataas pa, sa mga disyerto ng southern hemisphere. Ngunit sa maulap na mga rehiyon malapit sa ekwador, sila ay nabawasan sa 8-12 kcal/cm2. Sa taglamig hilagang hemisphere, ang radiation ay mabilis na bumababa pahilaga; hilaga ng 50th parallel ito ay mas mababa sa 2 kcal/cm2 at medyo hilaga polar na bilog katumbas ng zero. Sa summer southern hemisphere, bumababa ito sa timog hanggang 10 kcal/cm2 at mas mababa sa latitude na 50-60°. Ngunit pagkatapos ay lumalaki ito - hanggang sa 20 kcal/cm2 sa baybayin ng Antarctica at higit sa 30 kcal/cm2 sa loob ng Antarctica, kung saan ito ay mas mataas kaysa sa tag-araw sa tropiko.

Sa Hunyo ang pinakamataas na halaga radiation, higit sa 22 kcal / cm2, sa hilagang-silangan ng Africa, Arabia, ang Iranian highlands. Hanggang sa 20 kcal/cm2 pataas, sila ay Gitnang Asya; mas mababa, hanggang sa 14 kcal/cm2, sa mga tropikal na bahagi ng mga kontinente ng southern hemisphere. Sa maulap na mga rehiyon ng ekwador, sila, tulad noong Disyembre, ay nabawasan sa 8-12 kcal/cm2. Sa hilagang hemisphere ng tag-araw, ang dami ng radiation ay dahan-dahang bumababa mula sa subtropiko hanggang sa hilaga, at hilaga ng 50 ° N. sh. pagtaas, na umaabot sa 20 kcal/cm2 at higit pa sa Arctic basin. Sa taglamig sa southern hemisphere, mabilis silang bumababa sa timog, hanggang sa zero sa kabila ng Antarctic Circle.
(http://gisssu.narod.ru/world/wcl_txt.ht

Ang Earth ay tumatanggap mula sa Araw ng 1.36 * 10v24 cal ng init bawat taon. Kung ikukumpara sa halagang ito ng enerhiya, ang natitirang dami ng nagniningning na enerhiya na umaabot sa ibabaw ng Earth ay bale-wala. Kaya, ang nagliliwanag na enerhiya ng mga bituin ay isang daang milyon ng solar energy, cosmic radiation- dalawang bilyon, panloob na init Ang lupa sa ibabaw nito ay katumbas ng isang limang-libong bahagi ng init ng araw.
Radiation ng Araw - solar radiation- ay ang pangunahing pinagmumulan ng enerhiya para sa halos lahat ng mga prosesong nagaganap sa atmospera, hydrosphere at sa itaas na mga layer ng lithosphere.
Ang yunit ng pagsukat ng intensity ng solar radiation ay ang bilang ng mga calorie ng init na hinihigop ng 1 cm2 ng ganap na itim na ibabaw na patayo sa direksyon ng sinag ng araw sa loob ng 1 minuto (cal/cm2*min).

Ang daloy ng nagliliwanag na enerhiya mula sa Araw, na umaabot atmospera ng lupa, ay napaka-stable. Ang intensity nito ay tinatawag na solar constant (Io) at kinukuha sa average na 1.88 kcal/cm2 min.
Ang halaga ng solar constant ay nagbabago depende sa distansya ng Earth mula sa Araw at sa aktibidad ng solar. Ang pagbabagu-bago nito sa taon ay 3.4-3.5%.
Kung ang mga sinag ng araw sa lahat ng dako ay nahulog nang patayo sa ibabaw ng lupa, kung gayon sa kawalan ng isang kapaligiran at may solar constant na 1.88 cal / cm2 * min, ang bawat square centimeter nito ay makakatanggap ng 1000 kcal bawat taon. Dahil sa katotohanan na ang Earth ay spherical, ang halagang ito ay nabawasan ng 4 na beses, at 1 sq. cm tumatanggap ng isang average ng 250 kcal bawat taon.
Ang dami ng solar radiation na natatanggap ng ibabaw ay depende sa anggulo ng saklaw ng mga sinag.
Ang maximum na dami ng radiation ay natatanggap ng ibabaw na patayo sa direksyon ng mga sinag ng araw, dahil sa kasong ito ang lahat ng enerhiya ay ipinamamahagi sa lugar na may isang cross section, katumbas ng cross section sinag ng sinag - a. Sa pahilig na saklaw ng parehong sinag ng mga sinag, ang enerhiya ay ipinamamahagi sa ibabaw malaking lugar(seksyon c) at ang isang yunit ng ibabaw ay tumatanggap ng mas maliit na halaga nito. Ang mas maliit ang anggulo ng saklaw ng mga sinag, mas mababa ang intensity ng solar radiation.
Ang pag-asa ng intensity ng solar radiation sa anggulo ng saklaw ng mga sinag ay ipinahayag ng formula:

I1 = I0 * sinh,

kung saan ang I0 ay ang intensity ng solar radiation sa isang manipis na saklaw ng ray. Sa labas ng kapaligiran, ang solar constant;
I1 - ang intensity ng solar radiation kapag bumabagsak ang mga sinag ng araw sa isang anggulo h.
Ang I1 ay mas mababa ng maraming beses kaysa sa I0, kung gaano karaming beses ang seksyon a ay mas mababa kaysa sa seksyon b.
Ipinapakita ng Figure 27 na ang a / b \u003d kasalanan A.
Ang anggulo ng saklaw ng mga sinag ng araw (ang taas ng Araw) ay katumbas ng 90 ° lamang sa mga latitude mula 23 ° 27 "N hanggang 23 ° 27" S. (i.e. sa pagitan ng tropiko). Sa ibang mga latitude, ito ay palaging mas mababa sa 90° (Talahanayan 8). Ayon sa pagbaba sa anggulo ng saklaw ng mga sinag, ang intensity ng solar radiation na dumarating sa ibabaw sa iba't ibang latitude ay dapat ding bumaba. Dahil ang taas ng Araw ay hindi nananatiling pare-pareho sa buong taon at sa araw, ang dami ng init ng araw na natatanggap ng ibabaw ay patuloy na nagbabago.

Ang dami ng solar radiation na natatanggap ng ibabaw ay direktang nauugnay sa mula sa tagal ng pagkakalantad nito sa sikat ng araw.

AT equatorial zone sa labas ng kapaligiran, ang dami ng init ng araw sa panahon ng taon ay hindi nararanasan malaking pagbabagu-bago, samantalang sa matataas na latitude ang mga pagbabagong ito ay napakalaki (tingnan ang Talahanayan 9). AT panahon ng taglamig Ang mga pagkakaiba sa pagtaas ng init ng araw sa pagitan ng mataas at mababang latitude ay lalong makabuluhan. AT panahon ng tag-init, sa mga kondisyon ng tuluy-tuloy na pag-iilaw, ang mga polar na rehiyon ay tumatanggap ng pinakamataas na dami ng solar heat bawat araw sa Earth. Sa araw ng summer solstice sa hilagang hemisphere, ito ay 36% na mas mataas kaysa sa araw-araw na dami ng init sa ekwador. Ngunit dahil ang tagal ng araw sa ekwador ay hindi 24 na oras (tulad ng sa oras na ito sa poste), ngunit 12 oras, ang dami ng solar radiation bawat yunit ng oras sa ekwador ay nananatiling pinakamalaki. Ang maximum na tag-araw ng pang-araw-araw na kabuuan ng init ng araw, na naobserbahan sa humigit-kumulang 40-50° latitude, ay nauugnay sa isang medyo mahabang araw (mas malaki kaysa sa oras na ito ng 10-20° latitude) sa isang makabuluhang taas ng Araw. Ang mga pagkakaiba sa dami ng init na natatanggap ng mga rehiyon ng ekwador at polar ay mas maliit sa tag-araw kaysa sa taglamig.
Ang southern hemisphere ay tumatanggap mas init kaysa sa hilaga, sa taglamig - sa kabaligtaran (naaapektuhan nito ang pagbabago sa distansya ng Earth mula sa Araw). At kung ang ibabaw ng parehong hemisphere ay ganap na homogenous, ang taunang amplitude ng mga pagbabago sa temperatura sa southern hemisphere ay magiging mas malaki kaysa sa hilagang.
Sumasailalim ang solar radiation sa atmospera quantitative at qualitative na pagbabago.
Kahit na ang isang perpekto, tuyo at malinis na kapaligiran ay sumisipsip at nagkakalat ng mga sinag, na binabawasan ang intensity ng solar radiation. Ang humihinang epekto ng tunay na atmospera, na naglalaman ng singaw ng tubig at mga solidong dumi, sa solar radiation ay mas malaki kaysa sa ideal. Ang kapaligiran (oxygen, ozone, carbon dioxide, alikabok at singaw ng tubig) ay sumisipsip ng mga sinag ng ultraviolet at infrared. Ang nagniningning na enerhiya ng Araw na hinihigop ng atmospera ay na-convert sa iba pang mga uri ng enerhiya: thermal, kemikal, atbp. Sa pangkalahatan, ang pagsipsip ay nagpapahina sa solar radiation ng 17-25%.
Ang mga molekula ng mga gas sa atmospera ay nagkakalat ng mga sinag na may medyo maikling alon - lila, asul. Ito ang nagpapaliwanag sa asul na kulay ng langit. Ang mga dumi ay pantay na nagkakalat ng mga sinag na may mga alon iba't ibang haba. Samakatuwid, na may isang makabuluhang nilalaman ng mga ito, ang kalangitan ay nakakakuha ng isang maputi-puti na tint.
Dahil sa pagkalat at pagmuni-muni ng mga sinag ng araw ng atmospera, ang liwanag ng araw ay sinusunod sa maulap na araw, ang mga bagay sa lilim ay nakikita, at ang kababalaghan ng takip-silim ay nangyayari.
Paano mas mahabang paraan sinag sa atmospera, mas malaki ang kapal nito na dapat itong ipasa at mas makabuluhang humina ang solar radiation. Samakatuwid, sa elevation, ang impluwensya ng atmospera sa radiation ay bumababa. Ang haba ng landas ng sikat ng araw sa atmospera ay depende sa taas ng Araw. Kung kukunin natin bilang isang yunit ang haba ng landas ng solar beam sa atmospera sa taas ng Araw 90 ° (m), ang ratio sa pagitan ng taas ng Araw at ang haba ng landas ng sinag sa kapaligiran ay magiging tulad ng ipinapakita sa Talahanayan. sampu.

Ang kabuuang attenuation ng radiation sa atmospera sa anumang taas ng Araw ay maaaring ipahayag ng Bouguer formula: Im = I0 * pm, kung saan ang Im ay ang intensity ng solar radiation malapit sa ibabaw ng lupa na nagbago sa atmospera; I0 - solar constant; m ay ang landas ng sinag sa kapaligiran; sa isang solar altitude na 90 ° ito ay katumbas ng 1 (ang masa ng atmospera), p ay ang koepisyent ng transparency ( praksyonal na numero, na nagpapakita kung anong bahagi ng radiation ang umabot sa ibabaw sa m=1).
Sa taas ng Araw na 90°, sa m=1, ang intensity ng solar radiation malapit sa ibabaw ng mundo I1 ay p beses na mas mababa kaysa Io, ibig sabihin, I1=Io*p.
Kung ang taas ng Araw ay mas mababa sa 90°, kung gayon ang m ay palaging mas malaki kaysa sa 1. Ang landas ng isang solar ray ay maaaring binubuo ng ilang mga segment, ang bawat isa ay katumbas ng 1. Ang intensity ng solar radiation sa hangganan sa pagitan ng una (aa1) at pangalawa (a1a2) na mga segment na I1 ay malinaw na katumbas ng Io *p, intensity ng radiation pagkatapos na maipasa ang pangalawang segment I2=I1*p=I0 p*p=I0 p2; I3=I0p3 atbp.

Ang transparency ng atmospera ay hindi pare-pareho at hindi pareho sa iba't ibang kondisyon. Ang ratio ng transparency ng tunay na kapaligiran sa transparency ng perpektong kapaligiran - ang turbidity factor - ay palaging mas malaki kaysa sa isa. Depende ito sa nilalaman ng singaw ng tubig at alikabok sa hangin. Sa pagtaas ng heograpikal na latitude, bumababa ang turbidity factor: sa mga latitude mula 0 hanggang 20 ° N. sh. ito ay katumbas ng 4.6 sa karaniwan, sa latitude mula 40 hanggang 50 ° N. sh. - 3.5, sa latitude mula 50 hanggang 60 ° N. sh. - 2.8 at sa latitude mula 60 hanggang 80 ° N. sh. - 2.0. Sa temperate latitude, ang turbidity factor ay mas mababa sa taglamig kaysa sa tag-araw, at mas mababa sa umaga kaysa sa hapon. Bumababa ito sa taas. Kung mas malaki ang turbidity factor, mas malaki ang pagpapalambing ng solar radiation.
Makilala direkta, nagkakalat at kabuuang solar radiation.
Bahagi ng solar radiation na tumagos sa atmospera hanggang sa ibabaw ng mundo ay direktang radiation. Ang bahagi ng radiation na nakakalat ng atmospera ay na-convert sa diffuse radiation. Ang lahat ng solar radiation na pumapasok sa ibabaw ng mundo, direkta at nagkakalat, ay tinatawag na kabuuang radiation.
Ang ratio sa pagitan ng direkta at nakakalat na radiation ay nag-iiba-iba depende sa cloudiness, dustiness ng atmospera, at gayundin sa taas ng Araw. Sa maaliwalas na kalangitan, ang bahagi ng nakakalat na radiation ay hindi lalampas sa 0.1%; sa maulap na kalangitan, ang diffuse radiation ay maaaring mas malaki kaysa sa direktang radiation.
Sa mababang altitude ng Araw, ang kabuuang radiation ay binubuo ng halos lahat ng nakakalat na radiation. Sa isang solar altitude na 50° at isang malinaw na kalangitan, ang bahagi ng nakakalat na radiation ay hindi lalampas sa 10-20%.
Ang mga mapa ng average na taunang at buwanang mga halaga ng kabuuang radiation ay nagpapahintulot sa amin na mapansin ang mga pangunahing pattern nito heograpikal na pamamahagi. Ang taunang halaga ng kabuuang radiation ay ipinamamahagi pangunahin sa zonal. Ang pinakamalaking taunang halaga ng kabuuang radiation sa Earth ay natatanggap ng ibabaw sa mga tropikal na disyerto sa loob ng bansa (Eastern Sahara at gitnang bahagi Arabia). Ang kapansin-pansing pagbaba ng kabuuang radiation sa ekwador ay sanhi ng mataas na kahalumigmigan ng hangin at mataas na ulap. Sa Arctic, ang kabuuang radiation ay 60-70 kcal/cm2 bawat taon; sa Antarctic, dahil sa madalas na pag-ulit ng mga malinaw na araw at ang higit na transparency ng atmospera, ito ay medyo mas malaki.

Noong Hunyo, ang hilagang hemisphere ay tumatanggap ng pinakamalaking dami ng radiation, at lalo na ang panloob na tropikal at subtropikal na mga rehiyon. Ang mga dami ng solar radiation na natatanggap ng ibabaw sa temperate at polar latitude ng hilagang hemisphere ay kaunti lamang ang pagkakaiba, higit sa lahat ay dahil sa mahabang tagal ng araw sa mga polar na rehiyon. Zoning sa pamamahagi ng kabuuang radiation sa itaas. ang mga kontinente sa hilagang hemisphere at sa mga tropikal na latitude ng southern hemisphere ay halos hindi ipinahayag. Ito ay mas mahusay na ipinakita sa hilagang hemisphere sa Karagatan at malinaw na ipinahayag sa mga extratropical latitude ng southern hemisphere. Sa southern polar circle, ang halaga ng kabuuang solar radiation ay lumalapit sa 0.
Noong Disyembre, ang pinakamalaking dami ng radiation ay pumapasok sa southern hemisphere. Ang mataas na ice surface ng Antarctica, na may mataas na air transparency, ay tumatanggap ng mas malaking kabuuang radiation kaysa sa ibabaw ng Arctic noong Hunyo. Maraming init sa mga disyerto (Kalahari, Great Australian), ngunit dahil sa mas malawak na karagatan ng southern hemisphere (ang impluwensya ng mataas na kahalumigmigan at maulap), ang mga halaga nito dito ay medyo mas mababa kaysa noong Hunyo sa parehong latitude ng ang hilagang hemisphere. Sa ekwador at tropikal na latitude ng hilagang hemisphere, ang kabuuang radiation ay medyo maliit, at ang zonation sa pamamahagi nito ay malinaw na ipinahayag lamang sa hilaga ng hilagang tropiko. Sa pagtaas ng latitude, ang kabuuang radiation ay bumababa nang mabilis; ang zero isoline nito ay dumaan sa hilaga ng Arctic Circle.
Ang kabuuang solar radiation, na bumabagsak sa ibabaw ng Earth, ay bahagyang nasasalamin pabalik sa atmospera. Tinatawag ang ratio ng dami ng radiation mula sa ibabaw hanggang sa dami ng insidente ng radiation sa surface na iyon albedo. Inilalarawan ng Albedo ang reflectivity ng isang surface.
Ang albedo ng ibabaw ng daigdig ay nakasalalay sa kondisyon at katangian nito: kulay, halumigmig, pagkamagaspang, atbp. Ang bagong bumagsak na niyebe ay may pinakamataas na reflectivity (85-95%). Kalmado ibabaw ng tubig kapag ang sinag ng araw ay bumagsak dito nang patayo, ito ay sumasalamin lamang ng 2-5%, at kapag ang araw ay mababa, halos lahat ng mga sinag ay bumabagsak dito (90%). Albedo ng tuyong chernozem - 14%, basa - 8, kagubatan - 10-20, halaman ng parang - 18-30, mabuhangin na ibabaw ng disyerto - 29-35, ibabaw yelo ng dagat - 30-40%.
Ang malaking albedo ng ibabaw ng yelo, lalo na kapag natatakpan ng sariwang niyebe (hanggang sa 95%), ang dahilan ng mababang temperatura sa mga polar region sa tag-araw, kapag ang pagdating ng solar radiation ay makabuluhan doon.
Radiation ng ibabaw at atmospera ng daigdig. Ang anumang katawan na may temperaturang higit sa absolute zero (mas malaki kaysa sa minus 273°) ay naglalabas ng maningning na enerhiya. Ang kabuuang emissivity ng isang itim na katawan ay proporsyonal sa ikaapat na kapangyarihan nito ganap na temperatura(T):
E \u003d σ * T4 kcal / cm2 bawat minuto (batas ni Stefan-Boltzmann), kung saan ang σ ay isang pare-parehong koepisyent.
Mas mataas ang temperatura nagniningning na katawan, mas maikli ang wavelength ng mga ibinubuga na nm ray. Ang maliwanag na Araw ay nagpapadala sa kalawakan radiation ng maikling alon. Ang ibabaw ng lupa, na sumisipsip ng short-wave solar radiation, ay umiinit at nagiging pinagmumulan din ng radiation (terrestrial radiation). Ho, dahil ang temperatura ng ibabaw ng lupa ay hindi lalampas sa ilang sampu-sampung degree, nito long-wave radiation, hindi nakikita.
Ang terrestrial radiation ay higit na pinapanatili ng atmospera (singaw ng tubig, carbon dioxide, ozone), ngunit ang mga sinag na may wavelength na 9-12 microns ay malayang lumalampas sa atmospera, at samakatuwid ang Earth ay nawawala ang ilan sa init nito.
Ang atmospera, na sumisipsip ng bahagi ng solar radiation na dumadaan dito at higit sa kalahati ng mundo, mismo ay nagpapalabas ng enerhiya at sa kalawakan ng mundo, at sa ibabaw ng lupa. Ang atmospheric radiation na nakadirekta sa ibabaw ng lupa patungo sa ibabaw ng lupa ay tinatawag kabaligtaran ng radiation. Ang radiation na ito, tulad ng terrestrial, long-wave, invisible.
Dalawang stream ng long-wave radiation ang nagtatagpo sa atmospera - ang radiation ng ibabaw ng Earth at ang radiation ng atmospera. Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga ito, na tumutukoy sa aktwal na pagkawala ng init ng ibabaw ng lupa, ay tinatawag mahusay na radiation. Ang mabisang radiation ay mas malaki, mas mataas ang temperatura ng radiating surface. Binabawasan ng kahalumigmigan ng hangin ang epektibong radiation, ang mga ulap nito ay lubos na binabawasan ito.
Ang pinakamataas na halaga ng taunang kabuuan ng epektibong radiation ay sinusunod sa mga tropikal na disyerto - 80 kcal/cm2 bawat taon - dahil sa mataas na temperatura ibabaw, pagkatuyo ng hangin at kalinawan ng kalangitan. Sa ekwador, na may mataas na kahalumigmigan ng hangin, ang epektibong radiation ay halos 30 kcal/cm2 lamang bawat taon, at ang halaga nito para sa lupa at para sa karagatan ay napakaliit na naiiba. Ang pinakamababang epektibong radiation sa mga polar na rehiyon. Sa katamtamang latitude, ang ibabaw ng mundo ay nawawalan ng halos kalahati ng dami ng init na natatanggap nito mula sa pagsipsip ng kabuuang radiation.
Ang kakayahan ng atmospera na magpadala ng short-wave radiation mula sa Araw (direct at diffuse radiation) at maantala ang long-wave radiation ng Earth ay tinatawag na greenhouse (greenhouse) effect. Dahil sa epekto ng greenhouse, ang average na temperatura ng ibabaw ng mundo ay +16°, kung walang atmospera ito ay magiging -22° (38° na mas mababa).
Balanse ng radiation (tirang radiation). Ang ibabaw ng lupa ay sabay-sabay na tumatanggap ng radiation at nagbibigay nito. Ang pagdating ng radiation ay ang kabuuang solar radiation at ang counter radiation ng atmospera. Pagkonsumo - ang pagmuni-muni ng sikat ng araw mula sa ibabaw (albedo) at ang sariling radiation ng ibabaw ng mundo. Ang pagkakaiba sa pagitan ng papasok at papalabas na radiation ay balanse ng radiation, o natitirang radiation. Ang halaga ng balanse ng radiation ay tinutukoy ng equation

R \u003d Q * (1-α) - Ako,

kung saan ang Q ay ang kabuuang solar radiation bawat unit surface; α - albedo (fraction); I - epektibong radiation.
Kung ang input ay mas malaki kaysa sa output, ang balanse ng radiation ay positibo; kung ang input ay mas mababa kaysa sa output, ang balanse ay negatibo. Sa gabi, sa lahat ng latitude, negatibo ang balanse ng radiation; sa araw, hanggang tanghali, positibo ito sa lahat ng dako, maliban sa matataas na latitude sa taglamig; sa hapon - negatibo na naman. Sa karaniwan bawat araw, ang balanse ng radiation ay maaaring parehong positibo at negatibo (Talahanayan 11).


Sa mapa ng taunang mga kabuuan ng balanse ng radiation ng ibabaw ng daigdig, makikita ng isa biglang pagbabago posisyon ng mga isoline sa panahon ng kanilang paglipat mula sa lupa patungo sa karagatan. Bilang isang patakaran, ang balanse ng radiation ng ibabaw ng Karagatan ay lumampas sa balanse ng radiation ng lupain (ang epekto ng albedo at epektibong radiation). Ang pamamahagi ng balanse ng radiation ay karaniwang zonal. Sa Karagatan sa mga tropikal na latitude, ang taunang halaga ng balanse ng radiation ay umaabot sa 140 kcal/cm2 (Arabian Sea) at hindi lalampas sa 30 kcal/cm2 malapit sa hangganan lumulutang na yelo. Ang mga paglihis mula sa zonal distribution ng balanse ng radiation sa Karagatan ay hindi gaanong mahalaga at sanhi ng pamamahagi ng mga ulap.
Sa lupain sa ekwador at tropikal na latitude, ang taunang halaga ng balanse ng radiation ay nag-iiba mula 60 hanggang 90 kcal/cm2, depende sa mga kondisyon ng kahalumigmigan. Ang pinakamalaking taunang kabuuan ng balanse ng radiation ay nabanggit sa mga rehiyon kung saan ang albedo at epektibong radiation ay medyo maliit (mabasa rainforests, savannas). Ang kanilang pinakamababang halaga ay nasa masyadong mahalumigmig (malaking cloudiness) at sa napakatuyo (malaking epektibong radiation) na mga lugar. Sa mapagtimpi at mataas na latitude, ang taunang halaga ng balanse ng radiation ay bumababa sa pagtaas ng latitude (ang epekto ng pagbaba ng kabuuang radiation).
Tapos na ang taunang kabuuan ng balanse ng radiation gitnang rehiyon Ang Antarctica ay negatibo (ilang calories bawat 1 cm2). Sa Arctic, ang mga halagang ito ay malapit sa zero.
Noong Hulyo, negatibo ang balanse ng radiation ng ibabaw ng mundo sa isang makabuluhang bahagi ng southern hemisphere. Ang linya ng zero balanse ay tumatakbo sa pagitan ng 40 at 50°S. sh. Ang pinakamataas na halaga ng balanse ng radiation ay naabot sa ibabaw ng Karagatan sa mga tropikal na latitude ng hilagang hemisphere at sa ibabaw ng ilang mga dagat sa loob ng bansa, halimbawa Itim (14-16 kcal / cm2 bawat buwan).
Noong Enero, ang zero balance line ay matatagpuan sa pagitan ng 40 at 50°N. sh. (sa ibabaw ng mga karagatan ay medyo tumataas ito sa hilaga, sa ibabaw ng mga kontinente ay bumaba sa timog). Ang isang makabuluhang bahagi ng hilagang hemisphere ay may negatibong balanse ng radiation. Ang pinakamalaking halaga ng balanse ng radiation ay nakakulong sa mga tropikal na latitude ng southern hemisphere.
Sa karaniwan para sa taon, ang balanse ng radiation ng ibabaw ng mundo ay positibo. Sa kasong ito, ang temperatura sa ibabaw ay hindi tumataas, ngunit nananatiling humigit-kumulang pare-pareho, na maaari lamang ipaliwanag sa pamamagitan ng patuloy na pagkonsumo ng labis na init.
Ang balanse ng radiation ng atmospera ay binubuo ng solar at terrestrial radiation na hinihigop nito, sa isang banda, at atmospheric radiation, sa kabilang banda. Ito ay palaging negatibo, dahil ang atmospera ay sumisipsip lamang ng isang maliit na bahagi ng solar radiation, at radiates halos kasing dami ng ibabaw.
Ang balanse ng radiation ng ibabaw at atmospera nang magkasama, sa kabuuan, para sa buong Earth sa loob ng isang taon ay katumbas ng zero sa average, ngunit sa mga latitude maaari itong maging positibo at negatibo.
Ang kinahinatnan ng naturang pamamahagi ng balanse ng radiation ay dapat na ang paglipat ng init sa direksyon mula sa ekwador hanggang sa mga pole.
Thermal na balanse. Ang balanse ng radiation ay ang pinakamahalagang sangkap balanse ng init. Ang surface heat balance equation ay nagpapakita kung paano ang papasok na solar radiation energy ay na-convert sa ibabaw ng mundo:

kung saan ang R ay ang balanse ng radiation; LE - pagkonsumo ng init para sa pagsingaw (L - nakatagong init pagsingaw, E - pagsingaw);
P - magulong pagpapalitan ng init sa pagitan ng ibabaw at ng kapaligiran;
A - pagpapalitan ng init sa pagitan ng ibabaw at sa ilalim ng mga layer ng lupa o tubig.
Ang balanse ng radiation ng isang ibabaw ay itinuturing na positibo kung ang radiation na hinihigop ng ibabaw ay lumampas sa pagkawala ng init, at negatibo kung hindi ito muling napupunan. Ang lahat ng iba pang termino ng balanse ng init ay itinuturing na positibo kung nagdudulot sila ng pagkawala ng init sa ibabaw (kung tumutugma ang mga ito sa pagkonsumo ng init). Bilang. ang lahat ng mga tuntunin ng equation ay maaaring magbago, ang balanse ng init ay patuloy na nabalisa at naibalik muli.
Ang equation ng balanse ng init sa ibabaw na isinasaalang-alang sa itaas ay tinatayang, dahil hindi nito isinasaalang-alang ang ilang pangalawa, ngunit sa ilalim ng mga partikular na kondisyon, pagkuha kahalagahan mga kadahilanan, tulad ng paglabas ng init sa panahon ng pagyeyelo, pagkonsumo nito para sa lasaw, atbp.
Ang balanse ng init ng atmospera ay binubuo ng balanse ng radiation ng kapaligiran Ra, ang init na nagmumula sa ibabaw, Pa, ang init na inilabas sa atmospera sa panahon ng paghalay, LE, at ang pahalang na paglipat ng init (advection) Aa. Ang balanse ng radiation ng atmospera ay palaging negatibo. Ang pag-agos ng init bilang resulta ng moisture condensation at ang magnitude ng turbulent heat transfer ay positibo. Ang heat advection ay humahantong, sa karaniwan bawat taon, sa paglipat nito mula sa mababang latitude patungo sa mataas na latitude: kaya, nangangahulugan ito ng pagkonsumo ng init sa mababang latitude at pagdating sa matataas na latitude. Sa isang multi-year derivation, ang heat balance ng atmospera ay maaaring ipahayag sa pamamagitan ng equation na Ra=Pa+LE.
Ang balanse ng init ng ibabaw at ang kapaligiran na magkasama sa kabuuan ay katumbas ng 0 sa isang pangmatagalang average (Larawan 35).

Ang dami ng solar radiation na pumapasok sa atmospera bawat taon (250 kcal/cm2) ay kinukuha bilang 100%. Ang solar radiation, na tumagos sa atmospera, ay bahagyang makikita mula sa mga ulap at bumalik sa kabila ng kapaligiran - 38%, bahagyang hinihigop ng atmospera - 14%, at bahagyang sa anyo ng direktang solar radiation ay umabot sa ibabaw ng lupa - 48%. Sa 48% na umabot sa ibabaw, 44% ang nasisipsip nito, at 4% ang naaaninag. Kaya, ang albedo ng Earth ay 42% (38+4).
Ang radiation na hinihigop ng ibabaw ng lupa ay ginugugol tulad ng sumusunod: 20% ay nawala sa pamamagitan ng epektibong radiation, 18% ay ginugol sa pagsingaw mula sa ibabaw, 6% ay ginugugol sa pagpainit ng hangin sa panahon ng magulong paglipat ng init (kabuuang 24%). Ang pagkawala ng init ng ibabaw ay nagbabalanse sa pagdating nito. Ang init na natatanggap ng atmospera (14% direkta mula sa Araw, 24% mula sa ibabaw ng lupa), kasama ang epektibong radiation ng Earth, ay nakadirekta sa kalawakan ng mundo. Binabalanse ng albedo ng Earth (42%) at radiation (58%) ang pag-agos ng solar radiation sa atmospera.

Ang (Q) ay ang kumbinasyon ng direktang solar radiation na direktang nagmumula sa araw at diffuse radiation (radiant energy na nakakalat ng mga ulap at mismo).

Ang kabuuang radiation sa isang walang ulap na kalangitan ( posibleng radiation) ay depende sa latitude ng lugar, ang taas ng araw, ang likas na katangian ng pinagbabatayan na ibabaw at ang transparency ng atmospera, i.e. mula sa nilalaman ng mga aerosol sa loob nito at. Ang pagtaas sa nilalaman ng mga aerosol ay humahantong sa isang pagbawas sa direktang radiation at isang pagtaas sa nakakalat na radiation. Ang huli ay nangyayari rin sa pagtaas ng albedo ng pinagbabatayan na ibabaw. Ang bahagi ng nakakalat na radiation sa kabuuan sa isang walang ulap na kalangitan ay 20-25%.

Ang pamamahagi ng buwanan at taunang kabuuan ng kabuuang radiation sa teritoryo ng Russia sa ilalim ng walang ulap na kalangitan ay ibinibigay sa talahanayan sa anyo ng mga latitude-average na halaga.

Sa lahat ng panahon ng taon, ang kabuuang dami ng radiation ay tumataas mula hilaga hanggang timog alinsunod sa pagbabago sa taas ng araw. Ang pagbubukod ay ang panahon mula Mayo hanggang Hulyo, kapag ang kumbinasyon ng isang mahabang araw at ang taas ng araw ay nagbibigay ng medyo mataas na halaga ng kabuuang radiation sa hilaga.

Ang kabuuang radiation sa isang walang ulap na kalangitan ay nailalarawan sa pagkakaroon ng mas mataas na mga halaga sa bahagi ng Asya kumpara sa bahagi ng Europa.

Sa mga kondisyon Maaliwalas na kalangitan ang kabuuang radiation ay may simpleng diurnal na pagkakaiba-iba na may pinakamataas sa tanghali. Sa taunang kurso, ang maximum ay nabanggit sa Hunyo - ang buwan pinakamalaking taas araw.

Ang buwanan at taunang pagdating ng kabuuang radiation sa ilalim ng aktwal na mga kondisyon ay bahagi lamang ng posible, na isang pagpapakita ng impluwensya ng cloudiness. Ang pinakamalaking paglihis ng tunay na buwanang kita mula sa posibleng isa ay sinusunod sa tag-araw sa Malayong Silangan, kung saan, sa ilalim ng impluwensya ng monsoon, binabawasan ng cloudiness ang kabuuang radiation ng 40-60%. Sa pangkalahatan para sa taon ang pinakamalaking bahagi mula sa posibleng kabuuang radiation ay ang pinaka mga rehiyon sa timog Russia - hanggang sa 80%.

Sa pagkakaroon ng mga ulap, ang kabuuang radiation ay natutukoy hindi lamang sa bilang at hugis ng mga ulap, kundi pati na rin sa estado ng solar disk. Pag bukas solar disk ang hitsura ng cloudiness ay humahantong sa pagtaas ng kabuuang radiation dahil sa pagtaas ng nakakalat na radiation. Sa ilang mga araw, ang nagkakalat na radiation ay maaaring maging katumbas ng direktang radiation. Sa mga kasong ito, ang araw-araw na pagdating ng kabuuang radiation ay maaaring lumampas sa radiation sa isang walang ulap na kalangitan.

Ang astronomical factor ay ang pagtukoy sa kadahilanan sa taunang kurso ng kabuuang radiation, gayunpaman, dahil sa impluwensya ng cloudiness, ang maximum na pagdating ng radiation ay maaaring maobserbahan hindi sa Hunyo, tulad ng tipikal para sa isang walang ulap na kalangitan, ngunit sa Hulyo at kahit na sa May.

Magpapasalamat ako kung ibabahagi mo ang artikulong ito sa mga social network: