Shtëpi Plehrat Shpërndarja e rrezatimit diellor varet nga. Vlera e rrezatimit diellor për klimën. Rreth shpërndarjes gjeografike të rrezatimit

Plehrat

Shpërndarja e rrezatimit diellor varet nga. Vlera e rrezatimit diellor për klimën. Rreth shpërndarjes gjeografike të rrezatimit

1. Çfarë quhet rrezatim diellor? Në çfarë njësi matet? Nga çfarë varet vlera e tij?

I gjithë grumbullimi i energjisë rrezatuese të dërguar nga dielli quhet rrezatim diellor, zakonisht i shprehur në kalori ose xhaul për centimetër katror në minutë. Rrezatimi diellor shpërndahet në mënyrë të pabarabartë në tokë. Varet:

Nga dendësia dhe lagështia e ajrit - sa më të larta të jenë, aq më pak rrezatim merr sipërfaqja e tokës;

Nga gjerësia gjeografike e zonës - sasia e rrezatimit rritet nga polet në ekuator. Sasia e rrezatimit të drejtpërdrejtë diellor varet nga gjatësia e rrugës që rrezet e diellit kalojnë nëpër atmosferë. Kur Dielli është në zenitin e tij (këndi i incidencës së rrezeve është 90 °), rrezet e tij bien në Tokë rruga më e shkurtër dhe intensivisht heqin dorë nga energjia e tyre në një zonë të vogël;

Nga lëvizja vjetore dhe ditore e Tokës - në gjerësinë gjeografike të mesme dhe të lartë, fluksi i rrezatimit diellor ndryshon shumë me stinët, gjë që shoqërohet me një ndryshim në lartësinë e mesditës së Diellit dhe gjatësinë e ditës;

Nga natyra e sipërfaqes së tokës - sa më e lehtë të jetë sipërfaqja, aq më shumë rrezet e diellit reflektojnë.

2. Në cilat lloje të rrezatimit diellor ndahen?

ekziston llojet e mëposhtme Rrezatimi diellor: rrezatimi që arrin në sipërfaqen e tokës përbëhet nga i drejtpërdrejtë dhe i përhapur. Rrezatimi që vjen në Tokë drejtpërdrejt nga Dielli në formën e dritës së drejtpërdrejtë të diellit në një qiell pa re quhet i drejtpërdrejtë. Ajo mbart sasinë më të madhe të nxehtësisë dhe dritës. Nëse planeti ynë nuk do të kishte atmosferë, sipërfaqja e tokës do të merrte vetëm rrezatim të drejtpërdrejtë. Megjithatë, duke kaluar nëpër atmosferë, rreth një e katërta e rrezatimit diellor shpërndahet nga molekulat e gazit dhe papastërtitë, devijon nga rruga e drejtpërdrejtë. Disa prej tyre arrijnë në sipërfaqen e Tokës, duke formuar rrezatim diellor të shpërndarë. Për shkak të rrezatimit të shpërndarë, drita depërton edhe në vendet ku nuk depërton rrezet e diellit direkte (rrezatimi i drejtpërdrejtë). Ky rrezatim krijon dritën e ditës dhe i jep ngjyrë qiellit.

3. Pse ndryshon marrja e rrezatimit diellor sipas stinëve të vitit?

Rusia, në pjesën më të madhe, është e vendosur në gjerësi të butë, të shtrirë midis tropikut dhe Rrethit Arktik, në këto gjerësi Dielli lind dhe perëndon çdo ditë, por kurrë në zenitin e tij. Për shkak të faktit se këndi i pjerrësisë së Tokës nuk ndryshon gjatë gjithë rrotullimit të saj rreth Diellit, në stinë të ndryshme sasia e nxehtësisë hyrëse, në gjerësi të butë, është e ndryshme dhe varet nga këndi i Diellit mbi horizont. Pra, në një gjerësi gjeografike prej 450 max, këndi i incidencës së rrezeve të diellit (22 qershor) është afërsisht 680, dhe min (22 dhjetor) është afërsisht 220. Sa më i vogël të jetë këndi i rënies së rrezeve të diellit, aq më pak nxehtësi ato sjellin, prandaj ka dallime të konsiderueshme sezonale në rrezatimin diellor të marrë në stinë të ndryshme të vitit: dimër, pranverë, verë, vjeshtë.

4. Pse është e nevojshme të dihet lartësia e Diellit mbi horizont?

Lartësia e Diellit mbi horizont përcakton sasinë e nxehtësisë që vjen në Tokë, prandaj, ekziston një lidhje e drejtpërdrejtë midis këndit të rënies së rrezeve të diellit dhe sasisë së rrezatimit diellor që vjen në sipërfaqen e tokës. Nga ekuatori në pole, në përgjithësi vërehet një ulje e këndit të rënies së rrezeve të diellit dhe si pasojë zvogëlohet sasia e rrezatimit diellor nga ekuatori në pole. Kështu, duke ditur lartësinë e Diellit mbi horizont, mund të zbuloni sasinë e nxehtësisë që vjen në sipërfaqen e tokës.

5. Zgjidhni përgjigjen e saktë. Sasia totale e rrezatimit që ka arritur në sipërfaqen e Tokës quhet: a) rrezatim i absorbuar; b) rrezatimi total diellor; v) rrezatimi i shpërndarë.

6. Zgjidhni përgjigjen e saktë. Gjatë lëvizjes në ekuator, vlera e rrezatimit total diellor: a) rritet; b) zvogëlohet; c) nuk ndryshon.

7. Zgjidhni përgjigjen e saktë. Treguesi më i madh i rrezatimit të reflektuar ka: a) bora; b) dheu i zi; c) rërë; d) ujë.

8. Si mendoni, a është e mundur të bëni banja dielli në një ditë vere me re?

Rrezatimi total diellor përbëhet nga dy komponentë: i shpërndarë dhe i drejtpërdrejtë. Në të njëjtën kohë, rrezet e diellit, pavarësisht nga natyra e tyre, bartin dritën ultravjollcë, e cila ndikon në rrezitje.

9. Duke përdorur hartën në figurën 36, përcaktoni rrezatimin total diellor për dhjetë qytete në Rusi. Cili është përfundimi juaj?

Rrezatimi total në qytete të ndryshme Rusia:

Murmansk: 10 kcal / cm2 në vit;

Arkhangelsk: 30 kcal / cm2 në vit;

Moska: 40 kcal / cm2 në vit;

Perm: 40 kcal / cm2 në vit;

Kazan: 40 kcal / cm2 në vit;

Chelyabinsk: 40 kcal / cm2 në vit;

Saratov: 50 kcal / cm2 në vit;

Volgograd: 50 kcal / cm2 në vit;

Astrakhan: 50 kcal / cm2 në vit;

Rostov-on-Don: më shumë se 50 kcal / cm2 në vit;

Modeli i përgjithshëm në shpërndarjen e rrezatimit diellor është si më poshtë: sa më afër një objekt (qytet) të jetë polit, aq më pak rrezatim diellor bie mbi të (qytet).

10. Përshkruani se si ndryshojnë stinët në zonën tuaj (kushtet natyrore, jeta e njerëzve, profesionet e tyre). Cila nga stinët e vitit është jeta më aktive?

Relievi i vështirë, gjatësia e madhe nga veriu në jug bëjnë të mundur dallimin e 3 zonave në rajon, të ndryshme si në reliev ashtu edhe në karakteristikat klimatike: mal-pyll, pyll-stepë dhe stepë. Klima e zonës malore-pyjore është e ftohtë dhe e lagësht. Regjimi i temperaturës ndryshon në varësi të relievit. Kjo zonë karakterizohet nga vera të shkurtra të freskëta dhe dimra të gjatë me borë. Mbulesa e përhershme e borës formohet nga data 25 tetor deri më 5 nëntor dhe zgjat deri në fund të prillit, ndërsa në disa vite mbulesa e borës vazhdon deri më 10-15 maj. Muaji më i ftohtë është janari. Temperatura mesatare e dimrit është minus 15-16 ° C, minimumi absolut është 44-48 ° C. Muaji më i ngrohtë është korriku me një temperaturë mesatare të ajrit prej + 15-17 ° C, temperatura maksimale absolute e ajrit gjatë verës në këtë zona arriti plus 37-38 ° С Klima e zonës pyjore-stepë është e ngrohtë, me dimër mjaft të ftohtë dhe me dëborë. Temperatura mesatare e janarit është minus 15,5-17,5 ° С, temperatura minimale absolute e ajrit arriti në minus 42-49 ° С. Temperatura mesatare e ajrit në korrik është plus 18-19 ° С. Temperatura maksimale absolute është plus 42,0 ° С Klima e zonës stepë është shumë e ngrohtë dhe e thatë. Dimri është i ftohtë këtu, me ngrica të rënda, stuhi të cilat vërehen prej 40-50 ditësh duke shkaktuar bartje të dendur dëbore. Temperatura mesatare e janarit është minus 17-18 ° C. Në dimër të ashpër, temperatura minimale e ajrit bie në minus 44-46 ° C.

Rrezatimi diellor është faktori kryesor në formimin e klimës dhe praktikisht i vetmi burim energjie për të gjitha proceset fizike që ndodhin në sipërfaqen e tokës dhe në atmosferën e saj. Ai përcakton aktivitetin jetësor të organizmave, duke krijuar një ose një tjetër regjimi i temperaturës; çon në formimin e reve dhe reshjeve; është shkaku themelor i qarkullimit të përgjithshëm të atmosferës, duke pasur kështu një ndikim të madh në jetën e njeriut në të gjitha manifestimet e saj. Në ndërtim dhe arkitekturë, rrezatimi diellor është faktori më i rëndësishëm mjedisor - orientimi i ndërtesave, zgjidhjet e tyre strukturore, hapësinore, koloristike, plastike dhe shumë karakteristika të tjera varen prej tij.

Sipas GOST R 55912-2013 "Klimatologjia e Ndërtimit", janë miratuar përkufizimet dhe konceptet e mëposhtme në lidhje me rrezatimin diellor:

rrezatimi i drejtpërdrejtë - pjesë e rrezatimit total diellor që mbërrin në sipërfaqe në formën e një rrezeje rrezesh paralele që vijnë direkt nga disku i dukshëm i diellit;
rrezatimi diellor i përhapur- një pjesë e rrezatimit total diellor që arrin në sipërfaqe nga i gjithë qielli pas shpërndarjes në atmosferë;
rrezatimi i reflektuar- një pjesë e rrezatimit total diellor të reflektuar nga sipërfaqja e poshtme (përfshirë nga fasadat, çatitë e ndërtesave);
intensiteti i rrezatimit diellor- sasia e rrezatimit diellor që kalon për njësi të kohës nëpër një sipërfaqe njësi të vendosur pingul me rrezet.

Të gjitha vlerat e rrezatimit diellor në GOST-të moderne shtëpiake, SP (SNiP) dhe dokumente të tjera rregullatore që lidhen me ndërtimin dhe arkitekturën maten në kilovat në orë për 1 m 2 (kW h / m 2). Si rregull, një muaj merret si njësi kohore. Për të marrë vlerën e menjëhershme (të dytë) të fuqisë së fluksit të rrezatimit diellor (kW / m 2), vlera e dhënë për muajin duhet të pjesëtohet me numrin e ditëve në muaj, numrin e orëve në ditë dhe sekondat në orë. .

Në shumë botime të hershme të kodeve të ndërtimit dhe në shumë libra referencë moderne mbi klimatologjinë, vlerat e rrezatimit diellor jepen në megaxhaule ose kilokalori për m2 (MJ / m2, Kcal / m2). Faktorët e konvertimit për këto vlera nga njëra në tjetrën janë dhënë në Shtojcën 1.

Subjekti fizik. Rrezatimi diellor vjen në Tokë nga Dielli. Dielli është ylli më i afërt me ne, i cili është mesatarisht 149,450,000 km nga Toka. Në fillim të korrikut, kur Toka është më e largët nga Dielli ("aphelion"), kjo distancë rritet në 152 milion km, dhe në fillim të janarit ajo zvogëlohet në 147 milion km ("perihelion").

Brenda bërthamës diellore, temperatura i kalon 5 milion K, dhe presioni është disa miliardë herë më i madh se ai i Tokës, si rezultat i të cilit hidrogjeni shndërrohet në helium. Gjatë këtij reaksioni termonuklear lind energjia rrezatuese, e cila përhapet nga Dielli në të gjitha drejtimet në formën e valëve elektromagnetike. Në të njëjtën kohë, një spektër i tërë i gjatësive valore vjen në Tokë, i cili në meteorologji zakonisht ndahet në seksione me valë të shkurtra dhe me valë të gjata. Valë e shkurtër quhet rrezatim në intervalin e gjatësisë valore nga 0,1 deri në 4 mikron (1 mikron = 10 ~ 6 m). Rrezatimi me gjatësi të gjatë (nga 4 deri në 120 mikron) quhet me valë të gjatë. Rrezatimi diellor është kryesisht me valë të shkurtër - diapazoni i specifikuar i gjatësisë valore përbën 99% të të gjithë energjisë rrezatim diellor, ndërsa sipërfaqja e tokës dhe atmosfera lëshojnë rrezatim me valë të gjata, dhe valët e shkurtra mund të reflektojnë vetëm.

Dielli është një burim jo vetëm i energjisë, por edhe i dritës. Drita e dukshme zë një gamë të ngushtë gjatësi vale, vetëm nga 0,40 deri në 0,76 mikron, por ky varg përmban 47% të të gjithë energjisë rrezatuese diellore. Drita me një gjatësi vale prej rreth 0,40 µm perceptohet si vjollcë, me një gjatësi vale prej rreth 0,76 µm si e kuqe. Syri i njeriut nuk i percepton të gjitha gjatësitë e tjera valore, d.m.th. ato janë të padukshme për ne 1. Rrezatimi infra i kuq (nga 0,76 në 4 mikronë) përbën 44%, dhe ultravjollcë (0,01 deri në 0,39 mikronë) - 9% të të gjithë energjisë. Energjia maksimale në spektrin e rrezatimit diellor në kufirin e sipërm të atmosferës qëndron në rajonin blu-blu të spektrit, dhe në sipërfaqen e tokës - në të verdhë-jeshile.

Masa sasiore e rrezatimit diellor që hyn në një sipërfaqe të caktuar është rrezatim, ose rrjedha e rrezatimit diellor, - sasia e energjisë rrezatuese që bie për njësi sipërfaqe për njësi të kohës. Sasia maksimale e rrezatimit diellor hyn në kufirin e sipërm të atmosferës dhe karakterizohet nga vlera e konstantës diellore. Konstante diellore - kjo është rrjedha e rrezatimit diellor në kufirin e sipërm të atmosferës së tokës përmes një zone pingul me rrezet e diellit, me distancën mesatare të tokës nga dielli. Sipas të dhënave më të fundit të miratuara nga Organizata Botërore Meteorologjike (WMO) në vitin 2007, kjo vlerë është 1.366 kW/m2 (1366 W/m2).

Një sasi dukshëm më e vogël e rrezatimit diellor arrin në sipërfaqen e tokës, pasi ndërsa rrezet e diellit lëvizin nëpër atmosferë, rrezatimi pëson një sërë ndryshimesh të rëndësishme. Një pjesë e tij përthithet nga gazrat dhe aerosolet atmosferike dhe shndërrohet në nxehtësi, d.m.th. shkon në ngrohjen e atmosferës, dhe një pjesë e saj shpërndahet dhe kthehet në një formë të veçantë të rrezatimit të shpërndarë.

Procesi thithjen rrezatimi në atmosferë është selektiv - gazra të ndryshëm e thithin atë faqe të ndryshme spektrit dhe në shkallë të ndryshme. Gazrat kryesorë që thithin rrezatimin diellor janë avulli i ujit (H 2 0), ozoni (0 3) dhe dioksidi i karbonit (CO 2). Për shembull, siç u përmend më lart, ozoni stratosferik thith plotësisht rrezatimin e dëmshëm për organizmat e gjallë me gjatësi vale më të shkurtër se 0,29 mikron, prandaj shtresa e ozonit është një mburojë natyrale për ekzistencën e jetës në Tokë. Mesatarisht, ozoni thith rreth 3% të rrezatimit diellor. Në rajonet e kuqe dhe infra të kuqe të spektrit, avujt e ujit thithin pjesën më të madhe të rrezatimit diellor. Megjithatë, brezat e absorbimit të dioksidit të karbonit ndodhen në të njëjtin rajon të spektrit

Më shumë detaje rreth dritës dhe ngjyrës diskutohen në seksione të tjera të disiplinës "Fizika arkitekturore".

në përgjithësi, përthithja e rrezatimit të drejtpërdrejtë prej tij është e vogël. Thithja e rrezatimit diellor ndodh gjithashtu nga aerosolet me origjinë natyrore dhe antropogjene, veçanërisht fuqishëm - nga grimcat e blozës. Në total, avujt e ujit dhe aerosolet thithin rreth 15% të rrezatimit diellor, retë - rreth 5%.

Shpërndarje rrezatimi është një proces fizik i ndërveprimit rrezatimi elektromagnetik dhe substanca, gjatë të cilave molekulat dhe atomet thithin një pjesë të rrezatimit, dhe pastaj e ri-emetojnë atë në të gjitha drejtimet. Kjo është shumë proces i rëndësishëm, e cila varet nga raporti i madhësisë së grimcave shpërndarëse dhe gjatësia e valës së rrezatimit rënës. Në ajër absolutisht të pastër, ku shpërndarja prodhohet vetëm nga molekulat e gazit, ai bindet Ligji i Rayleigh, d.m.th. në përpjesëtim të zhdrejtë me fuqinë e katërt të gjatësisë valore të rrezeve të shpërndara. Kështu, ngjyra blu e qiellit është ngjyra e vetë ajrit, për shkak të shpërndarjes së rrezeve të diellit në të, pasi rrezet vjollce dhe blu shpërndahen nga ajri shumë më mirë se ato portokalli dhe të kuqe.

Nëse ka grimca në ajër, madhësitë e të cilave janë të krahasueshme me gjatësinë e valës së rrezatimit - aerosolet, pikat e ujit, kristalet e akullit - atëherë shpërndarja nuk do t'i bindet ligjit të Rayleigh dhe rrezatimi i shpërndarë nuk do të jetë aq i pasur me rrezet me valë të shkurtra. Në grimcat me një diametër prej më shumë se 1-2 mikron, nuk do të ndodhë shpërndarje, por reflektim i përhapur, i cili përcakton ngjyrën e bardhë të qiellit.

Shpërndarja luan një rol të madh në formimin e ndriçimit natyror: në mungesë të Diellit brenda gjatë ditës krijon dritë difuze (difuze). Nëse nuk do të kishte shpërndarje, do të kishte dritë vetëm aty ku do të binte rrezet e diellit direkte. Me këtë fenomen shoqërohen edhe muzgu dhe agimi, ngjyra e reve në lindje dhe perëndim të diellit.

Pra, rrezatimi diellor vjen në sipërfaqen e tokës në formën e dy rrymave: rrezatimi i drejtpërdrejtë dhe i shpërndarë.

Rrezatimi i drejtpërdrejtë(5) vjen në sipërfaqen e tokës direkt nga disku diellor. Në këtë rast, sasia maksimale e mundshme e rrezatimit do të merret nga një zonë e vetme e vendosur pingul me rrezet e diellit (5). Për njësi horizontale sipërfaqja do të ketë një sasi më të vogël të energjisë rrezatuese Y, e quajtur gjithashtu izolim:

Y =? -8shA 0, (1.1)

ku Dhe 0 - lartësia e Diellit mbi horizont, e cila përcakton këndin e rënies së rrezeve të diellit në një sipërfaqe horizontale.

Rrezatimi i shpërndarë(/)) vjen në sipërfaqen e tokës nga të gjitha pikat e kupës qiellore, me përjashtim të diskut diellor.

I gjithë rrezatimi diellor që arrin në sipërfaqen e tokës quhet rrezatimi total diellor (0:

(1.2)
0 = + /) = Dhe 0 + /).

Ardhja e këtyre llojeve të rrezatimit varet ndjeshëm jo vetëm nga arsyet astronomike, por edhe nga vrenjtja. Prandaj, në meteorologji, është zakon të dallohen sasitë e mundshme të rrezatimit vëzhguar në kushte pa re, dhe sasitë reale të rrezatimit ndodhin në kushte reale të reve.

Jo i gjithë rrezatimi diellor që bie në sipërfaqen e tokës absorbohet prej tij dhe shndërrohet në nxehtësi. Një pjesë e saj reflektohet dhe, për rrjedhojë, humbet nga sipërfaqja e poshtme. Kjo pjesë quhet rrezatimi i reflektuar(/? k), dhe vlera e tij varet nga albedo sipërfaqja e tokës (L k):

A k = - 100%.

Albedo matet në fraksione të njësisë ose në përqindje. Në ndërtim dhe arkitekturë, fraksionet e njësive përdoren më shpesh. Ata gjithashtu matin reflektueshmërinë e materialeve të ndërtimit dhe përfundimit, lehtësinë e ngjyrës së fasadës, etj. Në klimatologji, matja e albedos në përqindje pranohet.

Albedo ka një ndikim të rëndësishëm në formimin e klimës së Tokës, pasi është një tregues integral i reflektimit të sipërfaqes së poshtme. Varet nga gjendja e kësaj sipërfaqeje (vrazhdësia, ngjyra, përmbajtja e lagështisë) dhe ndryshon në një gamë shumë të gjerë. Vlerat më të larta të albedos (deri në 75%) janë karakteristike për borën e sapo rënë, dhe më të ulëtat - për sipërfaqen e ujit me një incidencë të madhe të dritës së diellit ("3%). Albedo e sipërfaqes së tokës dhe vegjetacionit varion mesatarisht nga 10 në 30%.

Nëse e konsiderojmë të gjithë Tokën si një e tërë, atëherë albedo e saj është 30%. Kjo vlerë quhet albedo planetare të tokës dhe është raporti i rrezatimit diellor të reflektuar dhe të shpërndarë që lë hapësirë me sasinë totale të rrezatimit që hyn në atmosferë.

Në zonat urbane, albedo është zakonisht më e ulët se në peizazhet natyrore dhe të patrazuara. Vlera karakteristike e albedos për territorin qytete të mëdha klima e butë është 15-18%. Në qytetet jugore, albedo është, si rregull, më i lartë për shkak të përdorimit të toneve më të lehta në ngjyrosjen e fasadave dhe çatisë, në qytetet veriore me ndërtesa të dendura dhe ngjyra të errëta të ndërtesave, albedo është më e ulët. Kjo lejon që në vendet e nxehta jugore të zvogëlohet sasia e rrezatimit diellor të absorbuar, duke zvogëluar kështu sfondin termik të ndërtesave, dhe në rajonet e ftohta veriore, përkundrazi, të rrisë pjesën e rrezatimit diellor të absorbuar, duke rritur sfondin e përgjithshëm termik.

Rrezatimi i përthithur(* У П0ГЛ) quhet gjithashtu bilanci i rrezatimit me valë të shkurtra (VC) dhe është diferenca midis rrezatimit total dhe të reflektuar (dy rrjedha me valë të shkurtra):

^ imb = 5 k = 0 ~ I K- (1.4)

Ngroh shtresat e sipërme të sipërfaqes së tokës dhe gjithçka që ndodhet në të (bimësia, rrugët, ndërtesat, strukturat, etj.), si rezultat i të cilave ato lëshojnë rrezatim me valë të gjata të padukshëm për syrin e njeriut. Ky rrezatim quhet më shpesh si rrezatimi i vet i sipërfaqes së tokës(? 3). Vlera e tij, sipas ligjit Stefan - Boltzmann, është proporcionale me fuqinë e katërt të temperaturës absolute.

Atmosfera gjithashtu lëshon rrezatim me valë të gjata, shumica e cila del në sipërfaqen e tokës dhe përthithet pothuajse tërësisht prej saj. Ky rrezatim quhet kundër-rrezatimit të atmosferës (E a). Kundërrrezatimi i atmosferës rritet me rritjen e vranësisë dhe lagështisë së ajrit dhe është shumë burim i rëndësishëm ngrohjes për sipërfaqen e tokës. Sidoqoftë, rrezatimi me valë të gjatë të atmosferës është gjithmonë pak më i vogël se ai i tokës, për shkak të të cilit sipërfaqja e tokës humbet nxehtësinë, dhe ndryshimi midis këtyre vlerave quhet rrezatimi efektiv i Tokës (E eff).

Mesatarisht, në gjerësi të butë, sipërfaqja e tokës përmes rrezatimit efektiv humbet rreth gjysmën e sasisë së nxehtësisë që merr nga rrezatimi diellor i zhytur. Duke thithur rrezatimin tokësor dhe duke dërguar kundër-rrezatimin në sipërfaqen tokësore, atmosfera redukton ftohjen e kësaj sipërfaqeje gjatë natës. Gjatë ditës, ai bën pak për të parandaluar ngrohjen e sipërfaqes së Tokës. Ky ndikim i atmosferës së tokës në regjimin termik të sipërfaqes së tokës quhet Efekti serrë. Kështu, fenomeni i efektit serë është kapja e nxehtësisë pranë sipërfaqes së Tokës. Gazet luajnë një rol të rëndësishëm në këtë proces origjinë teknologjike, para së gjithash - dioksidi i karbonit, përqendrimi i të cilit është veçanërisht i lartë në territorin e qyteteve. Por roli kryesor ende i takon gazeve me origjinë natyrore.

Substanca kryesore në atmosferë që thith rrezatimin me valë të gjata nga Toka dhe dërgon kundër-rrezatimin është avujt e ujit. Thith pothuajse të gjithë rrezatimin me valë të gjata, me përjashtim të diapazonit të gjatësisë së valës nga 8,5 deri në 12 mikron, i cili quhet "Dritarja e transparencës" avujt e ujit. Vetëm në këtë interval rrezatimi tokësor kalon në hapësirën botërore përmes atmosferës. Përveç avullit të ujit, dioksidi i karbonit thith fuqishëm rrezatimin e valëve të gjata dhe është në dritaren e transparencës së avullit të ujit që ozoni është shumë më i dobët, si dhe metani, oksidi i azotit, klorofluorkarbonet (freonet) dhe disa papastërti të tjera të gazit.

Ruajtja e nxehtësisë pranë sipërfaqes së tokës është një proces shumë i rëndësishëm për ruajtjen e jetës. Pa të, temperatura mesatare e Tokës do të ishte 33 ° C më e ulët se ajo ekzistuese, dhe organizmat e gjallë vështirë se mund të banonin në Tokë. Prandaj, çështja nuk është në efektin serë si i tillë (në fund të fundit, ai lindi që nga momenti i formimit të atmosferës), por në faktin se nën ndikimin e aktivitetit antropogjen ndodh fitojnë këtë efekt. Arsyeja është rritja e shpejtë e përqendrimit të gazeve teknogjene serë, kryesisht CO2, të emetuara gjatë djegies së lëndëve djegëse fosile. Kjo mund të çojë në faktin se, me të njëjtin rrezatim hyrës, përqindja e nxehtësisë së mbetur në planet do të rritet dhe, për rrjedhojë, do të rritet edhe temperatura e sipërfaqes së tokës dhe atmosferës. Gjatë 100 viteve të fundit, temperatura e ajrit të planetit tonë është rritur mesatarisht me 0,6 ° C.

Besohet se kur përqendrimi i CO2 dyfishohet në raport me vlerën e tij para-industriale ngrohja globale do të jetë rreth 3 ° C (sipas vlerësimeve të ndryshme - nga 1.5 në 5.5 ° C). Për më tepër, ndryshimet më të mëdha duhet të ndodhin në troposferën e gjerësive gjeografike të larta në vjeshtë periudha e dimrit... Si rezultat, akulli në Arktik dhe Antarktidë do të fillojë të shkrihet dhe niveli i Oqeanit Botëror do të fillojë të rritet. Kjo rritje mund të jetë nga 25 në 165 cm, që do të thotë se shumë qytete të vendosura në zonat bregdetare detet dhe oqeanet do të përmbyten.

Pra, është një çështje shumë e rëndësishme që prek jetën e miliona njerëzve. Me këtë në mendje, në vitin 1988 u mbajt Konferenca e parë Ndërkombëtare mbi Ndryshimet Antropogjene Klimatike në Toronto. Shkencëtarët kanë arritur në përfundimin se pasojat e intensifikimit të efektit serë për shkak të rritjes së përmbajtjes së dioksidit të karbonit në atmosferë janë të dytat pas pasojave globale. luftë bërthamore... Në të njëjtën kohë, në Kombet e Bashkuara (OKB), Grupi Ndërqeveritar i Ekspertëve për Ndryshimet Klimatike - IPCC ( IPCC - Paneli Ndërqeveritar për Ndryshimet Klimatike), i cili studion ndikimin e rritjes së temperaturës së sipërfaqes në klimë, ekosistemin e Oqeanit Botëror, biosferën në tërësi, duke përfshirë në jetën dhe shëndetin e popullsisë së botës.

Në vitin 1992, Nju Jorku miratoi Konventën Kuadër për Ndryshimet Klimatike (FCCC). qëllimi kryesor i cili shpalli stabilizimin e përqendrimit të gazeve serrë në atmosferë në nivele që do të parandalonin pasojat e rrezikshme të ndërhyrjes njerëzore në sistemin klimatik. Për zbatim praktik Konventa në dhjetor 1997 në Kioto (Japoni) më konferencë ndërkombëtare u miratua Protokolli i Kiotos. Ai përcakton kuota specifike për emetimet e gazeve serrë nga vendet pjesëmarrëse, përfshirë Rusinë, e cila e ratifikoi këtë Protokoll në 2005.

Në kohën e këtij shkrimi, një nga konferencat më të fundit kushtuar ndryshimeve klimatike është Konferenca e Klimës në Paris, e mbajtur nga 30 nëntori deri më 12 dhjetor 2015. Qëllimi i kësaj konference është nënshkrimi i një marrëveshjeje ndërkombëtare për të frenuar rritjen e temperatura mesatare e planetit deri në 2100. 2 ° C.

Pra, si rezultat i bashkëveprimit të flukseve të ndryshme të rrezatimit me valë të shkurtër dhe të gjatë, sipërfaqja e tokës merr dhe humb vazhdimisht nxehtësi. Vlera rezultuese e mbërritjes dhe konsumit të rrezatimit është bilanci i rrezatimit (V), i cili përcakton gjendjen termike të sipërfaqes së tokës dhe shtresës sipërfaqësore të ajrit, përkatësisht ngrohjen ose ftohjen e tyre:

V = P- "k -? Eff = 60 - A) -? eff =

= (5 "mëkat / ^> + D) (l-A) -E ^ f = B k + B a. (

Të dhënat e bilancit të rrezatimit nevojiten për të vlerësuar shkallën e ngrohjes dhe ftohjes sipërfaqe të ndryshme si in vivo ashtu edhe në një mjedis arkitektonik, llogaritje kushtet termike ndërtesat dhe strukturat, përcaktimi i avullimit, rezervat e nxehtësisë në tokë, racionimi i ujitjes së fushave bujqësore dhe qëllime të tjera ekonomike kombëtare.

Metodat e matjes. Vlera kryesore kërkimore bilanci i rrezatimit Toka për të kuptuar rregullsitë e klimës dhe formimin e kushteve mikroklimatike përcakton rolin themelor të të dhënave të vëzhgimit për përbërësit e saj - vëzhgimet aktinometrike.

Në stacionet meteorologjike në Rusi, përdoret metoda termoelektrike matjet e flukseve të rrezatimit. Rrezatimi i matur absorbohet nga sipërfaqja e zezë marrëse e pajisjeve, shndërrohet në nxehtësi dhe ngroh kryqëzimet aktive të termopilit, ndërsa kryqëzimet pasive nuk nxehen nga rrezatimi dhe kanë një temperaturë më të ulët. Për shkak të ndryshimit në temperaturat e kryqëzimeve aktive dhe pasive, në daljen e termopilit shfaqet një forcë termoelektromotore, proporcionale me intensitetin e rrezatimit të matur. Kështu, shumica e instrumenteve aktinometrike janë i afërm- ata matin jo vetë flukset e rrezatimit, por sasitë proporcionale - rrymë ose tension. Për këtë, pajisjet janë të lidhura, për shembull, me multimetra dixhitalë, dhe më parë - me galvanometra tregues. Në të njëjtën kohë, të ashtuquajturat "Faktori i konvertimit" -çmimi i ndarjes së pajisjes matëse elektrike (W / m 2). Ky faktor llogaritet duke krahasuar leximet e një instrumenti të caktuar relativ me leximet absolute pajisje - pirheliometra.

Parimi i funksionimit të instrumenteve absolute është i ndryshëm. Kështu, në pirheliometrin e kompensimit Angstrom, një pllakë metalike e nxirë ekspozohet ndaj diellit, ndërsa një pllakë tjetër e ngjashme mbetet në hije. Mes tyre lind një diferencë e temperaturës, e cila transferohet në kryqëzimet e termoelementeve të ngjitura në pllaka, dhe kështu rryma termoelektrike ngacmohet. Në këtë rast, një rrymë nga bateria kalon nëpër pllakën me hije derisa të nxehet në të njëjtën temperaturë si pllaka në diell, pas së cilës rryma termoelektrike zhduket. Nga forca e rrymës "kompensuese" të kaluar, mund të përcaktohet sasia e nxehtësisë së marrë nga pllaka e nxirë, e cila, nga ana tjetër, do të jetë e barabartë me sasinë e nxehtësisë së marrë nga Dielli nga pllaka e parë. Kështu, sasia e rrezatimit diellor mund të përcaktohet.

Në stacionet meteorologjike të Rusisë (dhe më parë - BRSS), duke kryer vëzhgime të përbërësve të bilancit të rrezatimit, homogjeniteti i serisë së të dhënave aktinometrike sigurohet nga përdorimi i të njëjtit lloj instrumentesh dhe kalibrimi i tyre i kujdesshëm, si dhe si me të njëjtën teknikë matjeje dhe përpunimi të të dhënave. Si marrës të rrezatimit diellor integral (

Në aktinometrin termoelektrik Savinov - Yanishevsky, pamja e të cilit tregohet në Fig. 1.6, pjesa marrëse është një disk metalik i hollë i nxirë i bërë nga fletë argjendi, në të cilin përmes izolimit ngjiten kryqëzimet e çuditshme (aktive) termopile. Gjatë matjeve, ky disk thith rrezatimin diellor, si rezultat i të cilit rritet temperatura e diskut dhe kryqëzimeve aktive. Kryqëzimet e njëtrajtshme (pasive) ngjiten përmes izolimit në unazën e bakrit në kutinë e pajisjes dhe kanë një temperaturë afër temperaturës së ajrit të jashtëm. Ky ndryshim i temperaturës, kur qarku i jashtëm i termopilit është i mbyllur, krijon një rrymë termoelektrike, forca e së cilës është proporcionale me intensitetin e rrezatimit diellor.

Oriz. 1.6.

Në një piranometër (Fig. 1.7), pjesa marrëse është më shpesh një bateri termoelementesh, për shembull, nga manganina dhe konstantani, me kryqëzime të nxira dhe të bardha, të cilat nxehen në mënyrë të pabarabartë nën ndikimin e rrezatimit hyrës. Pjesa marrëse e pajisjes duhet të ketë një pozicion horizontal në mënyrë që të perceptojë rrezatimin e shpërndarë nga e gjithë qielli. Piranometri është i hijezuar nga rrezatimi i drejtpërdrejtë nga një ekran, dhe nga rrezatimi që vjen nga atmosfera mbrohet nga një kube xhami. Kur matni rrezatimin total, piranometri nuk është i hijezuar nga rrezet e drejtpërdrejta.

Oriz. 1.7.

Një pajisje e veçantë (pllakë e varur) ju lejon të vendosni kokën e piranometrit në dy pozicione: marrësi lart dhe marrësi poshtë. Në rastin e fundit, piranometri mat rrezatimin me valë të shkurtër të reflektuar nga sipërfaqja e tokës. Në vëzhgimet e rrugës, të ashtuquajturat marshimi albe-domometër, e cila është një kokë piranometri e lidhur me një gjimbal të anuar me një dorezë.

Matësi i ekuilibrit termoelektrik përbëhet nga një strehë me një termopil, dy pllaka marrëse dhe një dorezë (Fig. 1.8). Trupi në formë disku (/) ka një prerje katrore ku është ngjitur termopili (2). dorezë ( 3 ), i ngjitur në trup, shërben për të instaluar matësin e balancës në raft.

Oriz. 1.8.

Njëra pllakë marrëse e nxirë e matësit të bilancit drejtohet lart, tjetra poshtë, drejt sipërfaqes së tokës. Parimi i funksionimit të një matësi të ekuilibrit pa hije bazohet në faktin se të gjitha llojet e rrezatimit që mbërrijnë në sipërfaqen aktive (Y, /) dhe E a), absorbohen nga sipërfaqja marrëse e nxirë e pajisjes me drejtim lart, dhe të gjitha llojet e rrezatimit që ikin nga sipërfaqja aktive (/? k, /? l dhe E 3), absorbohet nga pllaka e drejtuar nga poshtë. Çdo pllakë marrëse vetë lëshon gjithashtu rrezatim me valë të gjatë, përveç kësaj, shkëmbimi i nxehtësisë ndodh me ajrin përreth dhe trupin e pajisjes. Sidoqoftë, për shkak të përçueshmërisë së lartë termike të strehimit, ndodh një transferim i madh i nxehtësisë, i cili nuk lejon formimin e një ndryshimi të konsiderueshëm të temperaturës midis pllakave marrëse. Për këtë arsye, rrezatimi i brendshëm i të dy pllakave mund të neglizhohet dhe nga ndryshimi në ngrohjen e tyre, mund të përcaktohet vlera e bilancit të rrezatimit të çdo sipërfaqeje në rrafshin e së cilës ndodhet matësi i bilancit.

Meqenëse sipërfaqet marrëse të njehsorit të bilancit nuk janë të mbuluara me mbulesë xhami (përndryshe do të ishte e pamundur të matej rrezatimi me valë të gjatë), leximet e kësaj pajisjeje varen nga shpejtësia e erës, e cila zvogëlon diferencën e temperaturës midis sipërfaqeve marrëse. Për këtë arsye, leximet e matësit të bilancit çojnë në kushte qetësie, duke matur më parë shpejtësinë e erës në nivelin e pajisjes.

Për regjistrim automatik matjet, rryma termoelektrike që lind në pajisjet e përshkruara më sipër furnizohet në një potenciometër elektronik regjistrimi. Ndryshimet në fuqinë aktuale regjistrohen në një shirit letre në lëvizje, ndërsa aktinometri duhet të rrotullohet automatikisht në mënyrë që pjesa e tij marrëse të ndjekë diellin, dhe piranometri duhet të jetë gjithmonë i hijezuar nga rrezatimi i drejtpërdrejtë me një mburojë unazore të veçantë.

Vëzhgimet aktinometrike, në ndryshim nga vëzhgimet kryesore meteorologjike, kryhen gjashtë herë në ditë në oraret e mëposhtme: 00 h 30 min, 06 h 30 min, 09 h 30 min, 12 h 30 min, 15 h 30 min dhe 18 h. 30 min. Meqenëse intensiteti i të gjitha llojeve të rrezatimit me valë të shkurtër varet nga lartësia e Diellit mbi horizont, koha e vëzhgimeve përcaktohet sipas do të thotë koha diellore stacion.

Vlerat tipike. Madhësitë e flukseve të rrezatimit direkt dhe total luajnë një nga rolet më të rëndësishme në analizën arkitektonike dhe klimatike. Me konsideratën e tyre lidhet orientimi i ndërtesave në anët e horizontit, zgjidhja hapësinore dhe koloristike e tyre, shtrirja e brendshme, dimensionet e hapjeve të dritës dhe një sërë veçorish të tjera arkitekturore. Prandaj, variacioni ditor dhe vjetor i vlerave karakteristike do të merret parasysh pikërisht për këto vlera të rrezatimit diellor.

Ndriçimi i energjisë rrezatimi i drejtpërdrejtë diellor në një qiell pa re varet nga lartësia e diellit, vetitë e atmosferës në rrugën e rrezeve të diellit, të karakterizuara nga koeficienti i transparencës(një vlerë që tregon se çfarë raporti i rrezatimit diellor arrin në sipërfaqen e tokës kur rrezet e diellit bien me shpejtësi) dhe në gjatësinë e kësaj rruge.

Rrezatimi i drejtpërdrejtë diellor me një qiell pa re ka një ndryshim ditor mjaft të thjeshtë me një maksimum në orët e mesditës (Fig. 1.9). Siç vijon nga figura, gjatë ditës, fluksi i rrezatimit diellor, fillimisht me shpejtësi, pastaj më ngadalë, rritet nga lindja e diellit në mesditë, dhe në fillim ngadalë, pastaj zvogëlohet me shpejtësi nga mesdita në perëndim të diellit. Dallimet në rrezatimin në mesditë me një qiell të pastër në janar dhe korrik janë të lidhura kryesisht me ndryshimet në lartësinë e mesditës së Diellit, e cila është më e ulët në dimër sesa në verë. Në të njëjtën kohë, në rajonet kontinentale, shpesh vërehet asimetria ditore, për shkak të ndryshimit në transparencën e atmosferës në orët e mëngjesit dhe të pasdites. Transparenca e atmosferës ndikon edhe në rrjedhën vjetore të vlerave mesatare mujore të rrezatimit direkt diellor. Rrezatimi maksimal në një qiell pa re mund të zhvendoset në muajt e pranverës, pasi në pranverë përmbajtja e pluhurit dhe lagështisë së atmosferës është më e ulët se në vjeshtë.

5 1, kW / m 2

b", kW / m 2

Oriz. 1.9.

dhe në kushte mesatare të reve (b):

7 - në sipërfaqe pingul me rrezet në korrik; 2 - në një sipërfaqe horizontale në korrik; 3 - në një sipërfaqe pingule në janar; 4 - në një sipërfaqe horizontale në janar

Vranësia redukton ardhjen e rrezatimit diellor dhe mund të ndryshojë ndjeshëm rrjedhën e tij ditore, e cila manifestohet në raportin e sasive orare të pasdites dhe pasdites. Pra, në shumicën e rajoneve kontinentale të Rusisë në muajt pranverë-verë, shumat për orë të rrezatimit të drejtpërdrejtë në orët para mesditës janë më të mëdha se në pasdite (Fig. 1.9, b). Kjo përcaktohet kryesisht nga ecuria ditore e vranësisë, e cila fillon të zhvillohet në orën 9-10 të mëngjesit dhe arrin maksimumin pasdite, duke ulur kështu rrezatimin. Ulja e përgjithshme e fluksit të rrezatimit të drejtpërdrejtë diellor në kushtet aktuale të reve mund të jetë shumë domethënëse. Për shembull, në Vladivostok, me klimën e tij musonore, këto humbje në verë janë 75%, dhe në Shën Petersburg, edhe mesatarisht në vit, retë nuk transmetojnë 65% të rrezatimit të drejtpërdrejtë në sipërfaqen e tokës, në Moskë - rreth gjysma. .

Shpërndarja shumat vjetore Rrezatimi i drejtpërdrejtë diellor në kushte mesatare të reve mbi territorin e Rusisë është paraqitur në Fig. 1.10. Në një masë të madhe, ky faktor, i cili zvogëlon sasinë e rrezatimit diellor, varet nga qarkullimi i atmosferës, gjë që çon në një shkelje të shpërndarjes gjeografike të rrezatimit.

Siç shihet nga figura, në përgjithësi, sasitë vjetore të rrezatimit të drejtpërdrejtë që mbërrijnë në sipërfaqen horizontale rriten nga gjerësia gjeografike e lartë në gjerësi më të ulët nga 800 në pothuajse 3000 MJ/m2. Një numër i madh i reve në pjesën evropiane të Rusisë çon në një ulje të sasive vjetore në krahasim me rajonet e Siberisë Lindore, ku kryesisht për shkak të ndikimit të anticiklonit aziatik, sasitë vjetore rriten në dimër. Në të njëjtën kohë, musoni i verës çon në një ulje të mbërritjes vjetore të rrezatimit në rajonet bregdetare nga Lindja e Largët... Gama e ndryshimeve në intensitetin e mesditës së rrezatimit të drejtpërdrejtë diellor në territorin e Rusisë varion nga 0,54-0,91 kW / m2 në verë në 0,02-0,43 kW / m2 në dimër.

Rrezatimi i shpërndarë, mbërritja në një sipërfaqe horizontale ndryshon edhe gjatë ditës, duke u rritur para mesditës dhe duke u zvogëluar pas saj (Fig. 1.11).

Ashtu si në rastin e rrezatimit të drejtpërdrejtë diellor, ardhja e rrezatimit të shpërndarë ndikohet jo vetëm nga lartësia e diellit dhe gjatësia e ditës, por edhe nga transparenca e atmosferës. Sidoqoftë, një rënie në këtë të fundit çon në një rritje të rrezatimit të shpërndarë (në krahasim me atë të drejtpërdrejtë). Për më tepër, rrezatimi i shpërndarë në një gamë shumë të gjerë varet nga vrenjtja: në kushte mesatare të reve, mbërritja e tij është më shumë se dyfishi i vlerave të vëzhguara me një qiell të pastër. Në disa ditë, vrenjtja e rrit këtë tregues me 3-4 herë. Kështu, rrezatimi i shpërndarë mund të plotësojë ndjeshëm vijën e drejtë, veçanërisht në një pozicion të ulët të Diellit.

Oriz. 1.10. Rrezatimi i drejtpërdrejtë diellor që hyn në një sipërfaqe horizontale në kushte mesatare të resë, MJ / m2 në vit (1 MJ / m2 = 0,278 kW h / m2)

/), kW / m 2 0,3 g

0,2 -
0,1 -

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 orë

Oriz. 1.11.

dhe në kushte mesatare të reve (b)

Rrezatimi diellor i shpërndarë në tropikët varion nga 50 në 75% direkt; në gjerësinë gjeografike 50-60 ° është afër drejt, dhe në gjerësi gjeografike të larta tejkalon rrezatimin e drejtpërdrejtë diellor për pothuajse të gjithë vitin.

Shumë faktor i rëndësishëm duke ndikuar në fluksin e rrezatimit të shpërndarë është albedo sipërfaqja e poshtme. Nëse albedo është mjaft e madhe, atëherë rrezatimi i reflektuar nga sipërfaqja e poshtme, i shpërndarë nga atmosfera në drejtim të kundërt, mund të shkaktojë një rritje të konsiderueshme në ardhjen e rrezatimit të shpërndarë. Efekti është më i theksuar në prani të mbulesës së borës, e cila ka reflektueshmërinë më të lartë.

Rrezatimi total në një qiell pa re (rrezatimi i mundshëm) varet nga gjerësia gjeografike e vendit, lartësia e diellit, vetitë optike të atmosferës dhe natyra e sipërfaqes së poshtme. Në kushtet e qiellit të kthjellët, ka një variacion të thjeshtë ditor me maksimum në mesditë. Asimetria e variacionit ditor, karakteristikë e rrezatimit të drejtpërdrejtë, manifestohet pak në rrezatimin total, pasi një ulje e rrezatimit të drejtpërdrejtë për shkak të rritjes së turbulltësisë atmosferike në gjysmën e dytë të ditës kompensohet nga një rritje e rrezatimit të shpërndarë për shkak të i njëjti faktor. Në kursin vjetor, intensiteti maksimal i rrezatimit total me një qiell pa re mbi pjesën më të madhe të territorit

retoria e Rusisë vërehet në qershor për shkak të lartësisë maksimale të diellit të mesditës. Sidoqoftë, në disa rajone ky ndikim kapërcehet nga ndikimi i transparencës atmosferike, dhe maksimumi zhvendoset në maj (për shembull, në Transbaikalia, Primorye, Sakhalin dhe në një numër rajonesh të Siberisë Lindore). Shpërndarja e shumave mujore dhe vjetore të rrezatimit total diellor në një qiell pa re është dhënë në Tabelën. 1.9 dhe fig. 1.12 si vlera mesatare të gjerësisë gjeografike.

Nga tabela dhe figura e mësipërme shihet se në të gjitha stinët e vitit si intensiteti ashtu edhe sasia e rrezatimit rritet nga veriu në jug në përputhje me ndryshimin e lartësisë së diellit. Një përjashtim është periudha nga maji deri në korrik, kur kombinimi i kohëzgjatjes së ditës së gjatë dhe lartësisë së diellit siguron vlera mjaft të larta të rrezatimit total në veri dhe, në përgjithësi, në territorin e Rusisë, fusha e rrezatimit është e paqartë, d.m.th. nuk ka gradient të theksuar.

Tabela 1.9

Rrezatimi total diellor në një sipërfaqe horizontale

me një qiell pa re (kWh / m2)

	Gjerësia gjeografike, ° N









shtator

Oriz. 1.12. Rrezatimi total diellor në një sipërfaqe horizontale me një qiell pa re në gjerësi të ndryshme (1 MJ / m2 = 0,278 kWh / m2)

me re rrezatimi total diellor përcaktohet jo vetëm nga sasia dhe forma e reve, por edhe nga gjendja e diskut diellor. Me një disk diellor që shkëlqen nëpër re, rrezatimi total në krahasim me kushtet pa re mund të rritet edhe për shkak të rritjes së rrezatimit të shpërndarë.

Për kushtet mesatare të vranësirave, vërehet një ndryshim ditor plotësisht natyror i rrezatimit total: një rritje graduale nga lindja e diellit në mesditë dhe një rënie nga mesdita në perëndim të diellit. Në të njëjtën kohë, rrjedha ditore e reve shkel simetrinë e rrjedhës në lidhje me mesditën, e cila është karakteristike për një qiell pa re. Pra, në shumicën e rajoneve të Rusisë në periudhën e ngrohtë, vlerat e rrezatimit total para mesditës janë 3-8% më të larta se ato të pasdites, me përjashtim të rajoneve musonore të Lindjes së Largët, ku raporti është i kundërt. Në variacionin vjetor të shumave mesatare mujore afatgjata të rrezatimit total, së bashku me faktorin astronomik përcaktues, manifestohet një faktor qarkullimi (nëpërmjet ndikimit të vrenjturës), prandaj, maksimumi mund të zhvendoset nga qershori në korrik dhe madje deri në maj. (Fig. 1.13).

600 -
500 -
400 -
300 -
200 -

M. Chelyuskin

Salekhard

Arkhangelsk

Shën Petersburg

Petropavlovsk

Kamçatka

Khabarovsk

Astrakhan

Oriz. 1.13. Rrezatimi total diellor në një sipërfaqe horizontale në qytetet individuale të Rusisë në kushte reale të reve (1 MJ / m2 = 0,278 kWh / m2)

5", MJ / m 2 700

Pra, arritja reale mujore dhe vjetore e rrezatimit total është vetëm një pjesë e të mundshmes. Devijimet më të mëdha të sasive reale nga të mundshmet në verë vërehen në Lindjen e Largët, ku vranësirat reduktojnë rrezatimin total me 40-60%. Në përgjithësi, mbërritja totale vjetore e rrezatimit total ndryshon në të gjithë territorin e Rusisë në drejtimin gjerësor, duke u rritur nga 2800 MJ / m2 në brigjet e deteve veriore në 4800-5000 MJ / m2 në rajonet jugore të Rusisë - Veri. Kaukazi, rajoni i Vollgës së Poshtme, Transbaikalia dhe Krai Primorsky (fig. 1.14).

Oriz. 1.14. Rrezatimi total që hyn në sipërfaqen horizontale, MJ / m2 në vit

Në verë, ndryshimet në rrezatimin total diellor në kushte reale të reve midis qyteteve të vendosura në gjerësi të ndryshme, jo aq “dramatike” sa mund të duket në shikim të parë. Për pjesën evropiane të Rusisë nga Astrakhani në Kepin Chelyuskin, këto vlera janë brenda 550-650 MJ / m2. Në dimër, në shumicën e qyteteve, me përjashtim të Arktikut, ku fillon nata polare, rrezatimi total është 50-150 MJ / m2 në muaj.

Për krahasim: vlerat mesatare të nxehtësisë së 1 zhvillimit urban në janar (llogaritur sipas të dhënave aktuale për Moskën) variojnë nga 220 MJ / m2 në muaj në qendrat urbane urbane në 120-150 MJ / m2 në zonat ndër autostrada me të ulët -ndërtesa banimi me dendësi. Në territoret e zonave të magazinimit industrial dhe komunal, indekset e nxehtësisë në janar janë 140 MJ / m 2. Rrezatimi total diellor në Moskë është 62 MJ / m2 në janar. Kështu, në koha e dimrit për shkak të përdorimit të rrezatimit diellor, është e mundur të mbulohet jo më shumë se 10-15% (duke marrë parasysh efikasitetin e baterive diellore 40%) të densitetit të llogaritur të nxehtësisë së ndërtesave me densitet mesatar edhe në Irkutsk dhe Yakutsk, të njohura për moti me diell dimëror, edhe nëse territori i tyre është plotësisht i mbuluar me panele fotovoltaike.

Në verë, rrezatimi total diellor rritet 6-9 herë, dhe konsumi i nxehtësisë zvogëlohet 5-7 herë në krahasim me dimrin. Indekset e nxehtësisë në korrik ulen në 35 MJ / m2 ose më pak në zonat e banuara dhe 15 MJ / m2 ose më pak në zonat industriale, d.m.th. në vlera që nuk kalojnë 3-5% të rrezatimit total diellor. Prandaj, në verë, kur nevojat për ngrohje dhe ndriçim janë minimale, në të gjithë Rusinë ka një tepricë të këtij burimi natyror të rinovueshëm që nuk mund të shfrytëzohet, gjë që vë edhe një herë në dyshim këshillueshmërinë e përdorimit të paneleve fotovoltaike, sipas të paktën, në qytete dhe ndërtesa banimi.

Konsumi i energjisë elektrike (pa furnizim me ngrohje dhe ujë të ngrohtë), i shoqëruar edhe me shpërndarjen e pabarabartë të sipërfaqes totale të ndërtesës, dendësisë së popullsisë dhe qëllimit funksional të territoreve të ndryshme.

Dendësia e nxehtësisë është një tregues mesatar i konsumit të të gjitha llojeve të energjisë (energji elektrike, ngrohje, furnizim me ujë të nxehtë) për 1 m 2 të sipërfaqes së ndërtesës.

raste nga 37 MJ / m2 në muaj (llogaritur si 1/12 shuma vjetore) në zonat me ndërtime të dendura dhe deri në 10-15 MJ / m2 në muaj në zonat me densitet të ulët ndërtimi. Gjatë ditës dhe verës, konsumi i energjisë elektrike bie natyrshëm. Dendësia e konsumit të energjisë elektrike në korrik në shumicën e zonave të zhvillimit të banimit dhe të përzier është 8-12 MJ / m 2, me rrezatim total diellor në kushte reale të reve në Moskë rreth 600 MJ / m 2. Kështu, për të mbuluar nevojat për furnizim me energji të zhvillimit urban (për shembull, Moska), kërkohet të përdoret vetëm rreth 1.5-2% e rrezatimit diellor. Pjesa tjetër e rrezatimit, nëse hidhet, do të jetë e tepërt. Në të njëjtën kohë, mbetet për t'u zgjidhur çështja e akumulimit dhe ruajtjes së rrezatimit diellor gjatë ditës për ndriçim në mbrëmje dhe gjatë natës, kur ngarkesa në sistemet e furnizimit me energji elektrike është maksimale dhe dielli shkëlqen pothuajse ose aspak. Kjo do të kërkojë transmetimin e energjisë elektrike në distanca të gjata midis zonave ku Dielli është ende mjaft i lartë, dhe atyre ku Dielli tashmë ka shkuar poshtë horizontit. Në të njëjtën kohë, humbjet e energjisë elektrike në rrjete do të jenë të krahasueshme me kursimet e saj për shkak të përdorimit të paneleve fotovoltaike. Ose duhet të përdorni bateritë e rikarikueshme kapacitet të madh, prodhimi, instalimi dhe asgjësimi i mëpasshëm i të cilave do të kërkojë kosto energjie, të cilat nuk ka gjasa të mbulohen nga kursimet në energji elektrike të akumuluara gjatë gjithë periudhës së funksionimit të tyre.

Një faktor tjetër jo më pak i rëndësishëm që e bën të dyshimtë nëse kalimi në Panele diellore si burim alternativ furnizimi me energji elektrike në të gjithë qytetin është se në fund të fundit funksionimi i qelizave fotovoltaike do të çojë në një rritje të ndjeshme të rrezatimit diellor të absorbuar në qytet dhe, për rrjedhojë, në një rritje të temperaturës së ajrit në qytet në koha e verës... Kështu, njëkohësisht me ftohjen për shkak të paneleve fotografike dhe kondicionerëve të mundësuar prej tyre mjedisi i brendshëm do të ketë një rritje të përgjithshme të temperaturës së ajrit urban, e cila përfundimisht do të anulojë të gjitha përfitimet ekonomike dhe mjedisore të kursimit të energjisë nëpërmjet përdorimit të paneleve fotovoltaike ende shumë të shtrenjta.

Nga kjo rrjedh se instalimi i pajisjeve për shndërrimin e rrezatimit diellor në energji elektrike justifikohet në një listë shumë të kufizuar rastesh: vetëm në verë, vetëm në rajone klimatike me mot të thatë, të nxehtë, me re, vetëm në qytete të vogla ose vendbanime vilat individuale, dhe vetëm nëse kjo energji elektrike përdoret për funksionimin e instalimeve për klimatizimin dhe ajrimin e ambientit të brendshëm të ndërtesave. Në raste të tjera - në zona të tjera, kushte të tjera urbanistike dhe në periudha të tjera të vitit - përdorimi i paneleve fotovoltaike dhe kolektorëve diellorë për nevojat e furnizimit me energji elektrike dhe ngrohje të ndërtesave të zakonshme në të mesme dhe. qytetet e mëdha i vendosur në klimë të butë është i paefektshëm.

Rëndësia bioklimatike e rrezatimit diellor. Roli vendimtar i efektit të rrezatimit diellor në organizmat e gjallë reduktohet në pjesëmarrjen në formimin e ekuilibrave të tyre të rrezatimit dhe nxehtësisë për shkak të energjisë termike në pjesët e dukshme dhe infra të kuqe të spektrit diellor.

Rrezet e dukshme janë veçanërisht të rëndësishme për organizmat. Shumica e kafshëve, si njerëzit, janë të mirë në dallimin e përbërjes spektrale të dritës, dhe disa insekte shohin edhe në rrezen ultravjollcë. Të kesh shikim në dritë dhe orientim në dritë është një faktor i rëndësishëm mbijetese. Për shembull, një person ka vizion me ngjyra - një nga faktorët më psiko-emocionalë dhe optimizues në jetë. Të qenit në errësirë ka efektin e kundërt.

Siç e dini, bimët e gjelbra sintetizojnë lëndën organike dhe, për rrjedhojë, prodhojnë ushqim për të gjithë organizmat e tjerë, përfshirë njerëzit. Ky proces, më i rëndësishmi për jetën, ndodh gjatë asimilimit të rrezatimit diellor dhe përdorimit të bimëve diapazon të caktuar spektri në rangun e gjatësive valore 0,38-0,71 mikron. Ky rrezatim quhet rrezatimi aktiv fotosintetik(PAR) dhe është shumë i rëndësishëm për produktivitetin e bimëve.

Pjesa e dukshme e dritës krijon ndriçim natyral. Në lidhje me të, të gjitha bimët ndahen në dritëdashëse dhe tolerante ndaj hijeve. Ndriçimi i pamjaftueshëm shkakton dobësim të kërcellit, dobëson formimin e veshëve dhe veshëve në bimë, zvogëlon përmbajtjen e sheqerit dhe sasinë e vajrave në bimë të kultivuara, ua vështirëson përdorimin e ushqimit mineral dhe plehrave.

Veprim biologjik rrezet infra të kuqe përbëhet nga efekt termik kur absorbohet nga indet e bimëve dhe kafshëve. Në këtë rast, energjia kinetike e molekulave ndryshon dhe proceset elektrike dhe kimike përshpejtohen. Për shkak të rrezatimit infra të kuq kompensohet mungesa e nxehtësisë (veçanërisht në rajonet e larta malore dhe në gjerësi gjeografike të larta), të marra nga bimët dhe kafshët nga hapësira përreth.

Rrezatimi ultravjollcë sipas vetive biologjike dhe efekteve te njerëzit, është zakon të ndahet në tre zona: zona A - me gjatësi vale nga 0.32 në 0.39 mikron; rajoni B - nga 0,28 në 0,32 mikronë dhe rajoni C - nga 0,01 në 0,28 mikronë. Zona A karakterizohet nga një efekt biologjik relativisht i dobët. Ajo shkakton vetëm fluoreshencën e një numri çështje organike, tek njerëzit nxit formimin e pigmentit në lëkurë dhe eritemë të dobët (skuqje të lëkurës).

Rrezet e rajonit B janë shumë më aktive. Reagimet e ndryshme të organizmave ndaj rrezatimit ultravjollcë, ndryshimet në lëkurë, gjak etj. kryesisht për shkak të tyre. Efekti i njohur vitaminë-formues i rrezatimit ultravjollcë është ai i ergosteronit lëndë ushqyese kalon në vitaminë O, e cila ka një efekt të fortë stimulues në rritje dhe metabolizëm.

Efektin më të fuqishëm biologjik në qelizat e gjalla e ushtrojnë rrezet e rajonit C. Efekti baktericid i dritës së diellit është kryesisht për shkak të tyre. Në doza të vogla, rrezet ultravjollcë janë të nevojshme për bimët, kafshët dhe njerëzit, veçanërisht fëmijët. Sidoqoftë, në një numër të madh, rrezet e rajonit C janë shkatërruese për të gjitha gjallesat, dhe jeta në Tokë është e mundur vetëm sepse ky rrezatim me valë të shkurtër është pothuajse plotësisht i bllokuar nga shtresa e ozonit të atmosferës. Zgjidhja e problemit të efektit të dozave të tepërta të rrezatimit ultravjollcë në biosferë dhe njerëzit është bërë veçanërisht urgjente në dekadat e fundit për shkak të varfërimit të shtresës së ozonit të atmosferës së Tokës.

Efekti i rrezatimit ultravjollcë (UVR) që arrin sipërfaqen e tokës në një organizëm të gjallë është shumë i larmishëm. Siç u përmend më lart, në doza të moderuara, ka ndikim të dobishëm: rrit vitalitetin, rrit rezistencën e organizmit ndaj sëmundjeve infektive. Mungesa e UVR-së çon në fenomene patologjike, të cilat quhen mungesë UV ose uria nga UV dhe manifestohen në mungesë të vitaminës E, e cila çon në një shkelje të metabolizmit të fosfor-kalciumit në trup.

UVR e tepërt mund të çojë në shumë pasoja të rënda: formimi i kancerit të lëkurës, zhvillimi i formacioneve të tjera onkologjike, shfaqja e fotokeratitit ("verbëria e borës"), fotokonjuktiviti dhe madje edhe kataraktet; shkelje e sistemit imunitar të organizmave të gjallë, si dhe proceseve mutagjene në bimë; ndryshimet në vetitë dhe shkatërrimi i materialeve polimerike të përdorura gjerësisht në ndërtim dhe arkitekturë. Për shembull, UVR mund të çngjyrosë bojërat e fasadave ose të çojë në shkatërrim mekanik të përfundimit të polimerit dhe produkteve strukturore të ndërtimit.

Rëndësia arkitektonike dhe ndërtimore e rrezatimit diellor. Të dhënat e energjisë diellore përdoren për llogaritjen e bilancit të nxehtësisë së ndërtesave dhe sistemeve të ngrohjes dhe ajrit të kondicionuar, në analizën e proceseve të plakjes materiale të ndryshme, duke marrë parasysh efektin e rrezatimit në gjendjen termike të një personi, duke zgjedhur përbërjen optimale të specieve të hapësirave të gjelbra për peizazhin e një zone specifike dhe shumë qëllime të tjera. Rrezatimi diellor përcakton mënyrën e ndriçimit natyror të sipërfaqes së tokës, njohja e së cilës është e nevojshme gjatë planifikimit të konsumit të energjisë, projektimit të strukturave të ndryshme dhe organizimit të funksionimit të transportit. Kështu, regjimi i rrezatimit është një nga faktorët kryesorë të urbanistikës dhe arkitekturës dhe ndërtimit.

Insolimi i ndërtesave është një nga kushtet më të rëndësishme për një ndërtesë higjienike, ndaj ekspozimit të sipërfaqeve ndaj rrezeve të diellit direkte i kushtohet vëmendje e veçantë si një faktor i rëndësishëm mjedisor. Në të njëjtën kohë, Dielli ka jo vetëm një efekt higjienik në mjedisin e brendshëm, duke vrarë patogjenët, por gjithashtu ndikon psikologjikisht një person. Efekti i një rrezatimi të tillë varet nga kohëzgjatja e procesit të ekspozimit ndaj dritës së diellit, prandaj izolimi matet në orë, dhe kohëzgjatja e tij normalizohet nga dokumentet përkatëse të Ministrisë së Shëndetësisë së Rusisë.

Minimumi i kërkuar i rrezatimit diellor, duke siguruar kushte komode mjedisi i brendshëm i ndërtesave, kushtet për punën dhe pushimin e njerëzve, konsiston në ndriçimin e nevojshëm të ambienteve të banimit dhe të punës, sasinë e rrezatimit ultravjollcë që kërkohet për trupin e njeriut, sasinë e nxehtësisë që thithet nga gardhet e jashtme dhe transferohet në brendësi të ndërtesave. , duke ofruar komoditet termik të ambientit të brendshëm. Në bazë të këtyre kërkesave, merren vendime arkitektonike dhe planifikuese, përcaktohet orientimi i dhomave të ndenjes, kuzhinave, dhomave të shërbimeve dhe të punës. Me një tepricë të rrezatimit diellor, është planifikuar të instalohen lozha, perde, grila dhe pajisje të tjera mbrojtëse nga dielli.

Analiza e sasive të rrezatimit diellor (të drejtpërdrejtë dhe të shpërndarë) që mbërrijnë në sipërfaqe të orientuara ndryshe (vertikale dhe horizontale) rekomandohet të kryhet sipas shkallës së mëposhtme:

më pak se 50 kWh / m2 në muaj - rrezatim i papërfillshëm;
50-100 kWh / m2 në muaj - rrezatim mesatar;
100-200 kWh / m2 në muaj - rrezatim i lartë;
më shumë se 200 kWh / m2 në muaj - rrezatim i tepërt.

Me rrezatim të parëndësishëm, të vërejtur në gjerësi gjeografike të buta, kryesisht në muajt e dimrit, kontributi i tij në balancën e nxehtësisë së ndërtesave është aq i vogël sa mund të neglizhohet. Me rrezatim mesatar në gjerësi të butë, ka një tranzicion në rajon vlerat negative bilanci i rrezatimit të sipërfaqes së tokës dhe të vendosura mbi të ndërtesa, struktura, veshje artificiale, etj. Në këtë drejtim, në rrjedhën ditore, ata fillojnë të humbasin më shumë energji termike sesa marrin nxehtësinë nga dielli gjatë ditës. Këto humbje në bilancin e nxehtësisë së ndërtesave nuk mbulohen nga burimet e brendshme të nxehtësisë (pajisjet elektrike, tubacionet e ujit të nxehtë, çlirimi metabolik i nxehtësisë nga njerëzit, etj.), dhe ato duhet të kompensohen nga funksionimi i sistemeve të ngrohjes - fillon periudha e ngrohjes. .

Me rrezatim të lartë dhe kushte reale me vranësira, sfondi termik i zonës urbane dhe mjedisi i brendshëm i ndërtesave është në zonën e komfortit pa përdorimin e sistemeve artificiale të ngrohjes dhe ftohjes.

Me rrezatim të tepërt në qytetet me gjerësi të butë, veçanërisht ato të vendosura në një klimë të butë kontinentale dhe ashpër kontinentale, mbinxehja e ndërtesave, mjedisi i tyre i brendshëm dhe i jashtëm mund të vërehet gjatë verës. Në këtë drejtim, arkitektët përballen me detyrën për të mbrojtur mjedisin arkitektonik nga izolimi i tepërt. Zbatohen zgjidhjet e duhura të planifikimit të hapësirës, zgjidhen orientimi optimal i ndërtesave në anët e horizontit, elementet arkitektonike mbrojtëse nga dielli të fasadave dhe hapjet me dritë. Nëse mjetet arkitekturore për mbrojtjen nga mbinxehja nuk janë të mjaftueshme, atëherë nevojitet klimatizimi artificial i mjedisit të brendshëm të ndërtesave.

Regjimi i rrezatimit ndikon gjithashtu në zgjedhjen e orientimit dhe dimensioneve të hapjeve. Me rrezatim të ulët, madhësia e hapjeve mund të rritet në çdo madhësi, me kusht që humbja e nxehtësisë përmes gardheve të jashtme të mbahet në një nivel jo më të lartë se standardi. Në rast të rrezatimit të tepërt, hapjet e dritës bëhen në përmasa minimale për të përmbushur kërkesat për izolim dhe ndriçim natyral të ambienteve.

Lehtësia e fasadave, e cila përcakton reflektueshmërinë e tyre (albedo), zgjidhet gjithashtu në bazë të kërkesave të mbrojtjes nga dielli ose, anasjelltas, duke marrë parasysh mundësinë e thithjes maksimale të rrezatimit diellor në zonat me një klimë të lagësht të ftohtë dhe të ftohtë dhe me një nivel mesatar ose i parëndësishëm i rrezatimit diellor në muajt e verës. Për të zgjedhur materialet e veshjes në bazë të reflektimit të tyre, është e nevojshme të dihet se sa rrezatim diellor arrin në muret e ndërtesave me orientime të ndryshme dhe cila është aftësia e materialeve të ndryshme për të thithur këtë rrezatim. Meqenëse ardhja e rrezatimit në mur varet nga gjerësia gjeografike e vendit dhe nga mënyra se si muri është i orientuar në lidhje me anët e horizontit, atëherë ngrohja e murit dhe temperatura brenda dhomave ngjitur me të do të varen nga kjo.

Kapaciteti absorbues i materialeve të ndryshme të përfundimit të fasadave varet nga ngjyra dhe gjendja e tyre (Tabela 1.10). Nëse dihen sasitë mujore të rrezatimit diellor që mbërrijnë në muret e orientimeve të ndryshme 1 dhe albedo e këtyre mureve, atëherë mund të përcaktohet sasia e nxehtësisë së përthithur prej tyre.

Tabela 1.10

Kapaciteti absorbues i materialeve të ndërtimit

Të dhënat për sasinë e rrezatimit diellor në hyrje (të drejtpërdrejtë dhe të shpërndarë) me një qiell pa re në sipërfaqe vertikale të orientimeve të ndryshme jepen në ndërmarrjen e përbashkët "Klimatologjia e ndërtimit".

Emri i materialit dhe përpunimi	Karakteristike sipërfaqe	sipërfaqe	Rrezatimi i përthithur,%
Betoni i mbështjellë me suva	I përafërt
		Blu e hapur
		Gri e errët
		kaltërosh
	Hen
		E verdhë Kafe


	E lëmuar
	E latuar e pastër	Gri e hapur
	Hen
Çati
Materiali për çati		Kafe
Çelik cik		Gri e hapur
Herpes

Duke përzgjedhur materialet dhe ngjyrat e duhura për zarfin e ndërtesës, d.m.th. Duke ndryshuar albedon e mureve, është e mundur të ndryshohet sasia e rrezatimit të përthithur nga muri dhe, në këtë mënyrë, të zvogëlohet ose rritet ngrohja e mureve nga nxehtësia diellore. Kjo teknikë përdoret në mënyrë aktive në arkitekturën tradicionale të vendeve të ndryshme. Të gjithë e dinë se qytetet jugore dallohen nga ngjyrosja e përgjithshme e lehtë (e bardhë me dekor me ngjyra) e shumicës së ndërtesave të banimit, ndërsa, për shembull, qytetet skandinave janë kryesisht qytete të ndërtuara me tulla të errëta ose që përdorin tesa me ngjyrë të errët për veshjen e ndërtesave.

Vlerësohet se 100 kWh / m2 rrezatim i absorbuar rrit temperaturën e sipërfaqes së jashtme me rreth 4 ° C. Kjo sasi rrezatimi mesatarisht në orë merret nga muret e ndërtesave në shumicën e rajoneve të Rusisë, nëse ato janë të orientuara në jug dhe lindje, si dhe perëndimore, jugperëndimore dhe juglindore, nëse ato janë prej tullash të errëta dhe jo të suvatuar ose kanë suva të errët.

Për të lëvizur nga temperatura mesatare mujore e murit pa marrë parasysh rrezatimin në karakteristikën që përdoret më shpesh në llogaritjet e inxhinierisë së nxehtësisë - temperatura e ajrit të jashtëm, futet një shtesë shtesë e temperaturës. në, në varësi të sasisë mujore të rrezatimit diellor që thith muri QV(fig. 1.15). Kështu, duke ditur intensitetin e rrezatimit total diellor që mbërrin në mur dhe albedon e sipërfaqes së këtij muri, mund të llogarisim temperaturën e tij duke futur një korrigjim të përshtatshëm të temperaturës së ajrit.

VC, kWh / m 2

Oriz. 1.15. Rritja e temperaturës së sipërfaqes së jashtme të murit për shkak të thithjes së rrezatimit diellor

V rast i përgjithshëm shtimi i temperaturës për shkak të rrezatimit të absorbuar përcaktohet me të gjitha gjërat e tjera të barabarta, d.m.th. në të njëjtën temperaturë të ajrit, lagështi dhe rezistencë termike të strukturës mbyllëse, pavarësisht nga shpejtësia e erës.

Në mot të kthjellët në mesditë, jugore, para mesditës - juglindore dhe pasdite - muret jugperëndimore mund të thithin deri në 350-400 kWh / m2 nxehtësi diellore dhe të nxehen në mënyrë që temperatura e tyre të jetë 15-20 ° C temperatura më e lartë e jashtme. Kjo krijon temperaturë të madhe kon-

amanet midis mureve të së njëjtës ndërtesë. Këto kontraste në disa zona rezultojnë të jenë domethënëse jo vetëm në verë, por edhe në stinën e ftohtë me erëra të ulëta diellore, madje edhe në temperatura shumë të ulëta të ajrit. Sidomos mbinxehje e rëndë strukturat metalike të ekspozuara. Pra, sipas vëzhgimeve të disponueshme, në Yakutia, e vendosur në një klimë të butë, të mprehtë kontinentale, e karakterizuar nga moti me re të ulëta në dimër dhe verë, në mesditë me një qiell të pastër, pjesët prej alumini të strukturave mbyllëse dhe çatia e Hidrocentrali Yakutsk nxehet 40-50 ° C më i lartë se temperatura e ajrit, edhe në vlerat e ulëta të kësaj të fundit.

Mbinxehja e mureve të izoluar për shkak të thithjes së rrezatimit diellor duhet të sigurohet tashmë në fazën e projektimit arkitektonik. Ky efekt kërkon jo vetëm mbrojtjen e mureve nga izolimi i tepërt me metoda arkitekturore, por edhe zgjidhjet e duhura të planifikimit të ndërtesave, përdorimin e sistemeve të ngrohjes me fuqi të ndryshme për fasada me orientim të ndryshëm, futjen e fugave në projekt për të lehtësuar stresin në struktura. dhe thyejnë ngushtësinë e nyjeve për shkak të deformimeve të temperaturës së tyre etj.

Tabela 1.11 si shembull, shumat mujore të rrezatimit diellor të absorbuar në qershor për disa objekte gjeografike të ish-BRSS janë dhënë për vlerat e dhëna albedo. Nga kjo tabelë mund të shihet se nëse albedo e murit verior të ndërtesës është 30%, dhe ai jugor është 50%, atëherë në Odessa, Tbilisi dhe Tashkent ata do të nxehen në të njëjtën shkallë. Nëse në rajonet veriore albedo e murit verior reduktohet në 10%, atëherë ai do të marrë pothuajse 1.5 herë më shumë nxehtësi sesa një mur me një albedo prej 30%.

Tabela 1.11

Sasitë mujore të rrezatimit diellor të thithur nga muret e ndërtesave në qershor në vlera të ndryshme albedo (kWh / m2)

Shembujt e mësipërm, bazuar në të dhënat mbi rrezatimin total (të drejtpërdrejtë dhe të shpërndarë) diellor të përfshira në ndërmarrjen e përbashkët "Klimatologjia e ndërtimit" dhe librat e referencës klimatike, nuk kanë marrë parasysh rrezatimin diellor të reflektuar nga sipërfaqja e tokës dhe objektet përreth (për për shembull, ndërtesat ekzistuese) duke hyrë në mure të ndryshme ndërtesash. Varet më pak nga orientimi i tyre, prandaj nuk jepet në dokumentet rregullatore për ndërtim. Megjithatë, ky rrezatim i reflektuar mund të jetë mjaft intensiv dhe i krahasueshëm në fuqi me rrezatimin e drejtpërdrejtë ose të shpërndarë. Prandaj, në dizajn arkitektonik duhet të merret parasysh gjatë llogaritjes për çdo rast specifik.

Disku diellor verbues në çdo kohë ngacmonte mendjet e njerëzve, shërbeu si një temë pjellore për legjendat dhe mitet. Që nga kohërat e lashta, njerëzit kanë menduar për efektin e tij në Tokë. Sa afër ishin paraardhësit tanë të largët me të vërtetën. Është energjia rrezatuese e Diellit që ne i detyrohemi ekzistencës së jetës në Tokë.

Cili është rrezatimi radioaktiv i dritës sonë dhe si ndikon ai në proceset tokësore?

Çfarë është rrezatimi diellor

Rrezatimi diellor është një kombinim i materies diellore dhe energjisë që hyn në Tokë. Energjia përhapet në formën e valëve elektromagnetike me një shpejtësi prej 300 mijë kilometrash në sekondë, kalon nëpër atmosferë dhe arrin në Tokë për 8 minuta. Gama e valëve që marrin pjesë në këtë "maratonë" është shumë e gjerë - nga valët e radios deri tek rrezet X, duke përfshirë pjesën e dukshme të spektrit. Sipërfaqja e tokës është nën ndikimin e drejtpërdrejtë dhe të shpërndarë nga atmosfera e tokës, rrezet e diellit. Është shpërndarja e rrezeve blu-blu në atmosferë që shpjegon kaltërsinë e qiellit në një ditë të kthjellët. Ngjyra e verdhë-portokalli e diskut diellor është për shkak të faktit se valët përkatëse kalojnë pothuajse pa u shpërndarë.

Me një vonesë prej 2-3 ditësh, "era diellore" arrin në tokë, e cila është një vazhdim korona diellore dhe përbëhet nga bërthamat e atomeve të elementeve të lehta (hidrogjen dhe helium), si dhe elektrone. Është krejt e natyrshme që rrezatimi diellor të ketë efektin më të fortë në trupin e njeriut.

Efekti i rrezatimit diellor në trupin e njeriut

Spektri elektromagnetik i rrezatimit diellor përbëhet nga pjesë infra të kuqe, të dukshme dhe ultravjollcë. Meqenëse kuantet e tyre kanë energji të ndryshme, atëherë ato kanë një efekt të larmishëm tek një person.

ndriçimi i brendshëm

Vlera higjienike e rrezatimit diellor është gjithashtu jashtëzakonisht e lartë. Meqenëse drita e dukshme është një faktor vendimtar në marrjen e informacionit për botën e jashtme, është e nevojshme të sigurohet ambiente të brendshme nivel të mjaftueshëm ndriçimi. Rregullimi i tij kryhet në përputhje me SNiP, të cilat për rrezatimin diellor janë përpiluar duke marrë parasysh karakteristikat e dritës dhe klimës së ndryshme zonat gjeografike dhe merren parasysh në projektimin dhe ndërtimin e objekteve të ndryshme.

Edhe një analizë sipërfaqësore e spektrit elektromagnetik të rrezatimit diellor vërteton se sa i madh është efekti i këtij lloji të rrezatimit në trupin e njeriut.

Shpërndarja e rrezatimit diellor në Tokë

Jo i gjithë rrezatimi që vjen nga Dielli arrin në sipërfaqen e tokës. Dhe ka shumë arsye për këtë. Toka reflekton me vendosmëri sulmin e atyre rrezeve që janë shkatërruese për biosferën e saj. Ky funksion kryhet nga mburoja e ozonit të planetit tonë, duke parandaluar kalimin e pjesës më agresive të rrezatimit ultravjollcë. Filtri atmosferik në formën e avullit të ujit, dioksidit të karbonit, grimcave të pluhurit të pezulluara në ajër - në një masë të madhe reflekton, shpërndan dhe thith rrezatimin diellor.

Pjesa e saj që ka kapërcyer të gjitha këto pengesa bie në sipërfaqen e tokës në kënde të ndryshme në varësi të gjerësisë gjeografike të zonës. Nxehtësia jetëdhënëse e diellit shpërndahet në mënyrë të pabarabartë në territorin e planetit tonë. Ndërsa lartësia e qëndrimit të diellit ndryshon gjatë vitit, masa ajrore mbi horizont ndryshon, përmes së cilës shtrihet rruga e rrezeve të diellit. E gjithë kjo ndikon në shpërndarjen e intensitetit të rrezatimit diellor në territorin e planetit. trend i përgjithshëmështë kjo - ky parametër rritet nga poli në ekuator, pasi sa më i madh të jetë këndi i rënies së rrezeve, aq më shumë nxehtësi merr për njësi sipërfaqe.

Hartat e rrezatimit diellor ju lejojnë të keni një pamje të shpërndarjes së intensitetit të rrezatimit diellor në territorin e Tokës.

Ndikimi i rrezatimit diellor në klimën e Tokës

Komponenti infra i kuq i rrezatimit diellor ka një ndikim vendimtar në klimën e Tokës.

Është e qartë se kjo ndodh vetëm në një kohë kur Dielli është mbi horizont. Ky ndikim varet nga largësia e planetit tonë nga Dielli, e cila ndryshon gjatë gjithë vitit. Orbita e Tokës është një elips, brenda së cilës ndodhet Dielli. Duke bërë rrugën e saj vjetore rreth Diellit, Toka ose largohet nga ylli i saj, pastaj i afrohet atij.

Përveç ndryshimit të distancës, sasia e rrezatimit që hyn në tokë përcaktohet nga pjerrësia e boshtit të tokës në planin orbital (66.5 °) dhe ndryshimi i stinëve të shkaktuara prej tij. Në verë është më shumë se në dimër. Në ekuator, ky faktor mungon, por ndërsa gjerësia gjeografike e vendit të vëzhgimit rritet, hendeku midis verës dhe dimrit bëhet i rëndësishëm.

Të gjitha llojet e kataklizmave ndodhin në proceset që ndodhin në Diell. Ndikimi i tyre kompensohet pjesërisht nga distancat e mëdha, vetitë mbrojtëse të atmosferës së tokës dhe fushës magnetike të tokës.

Si të mbroheni nga rrezatimi diellor

Komponenti infra i kuq i rrezatimit diellor është ngrohtësia e lakmuar që banorët e gjerësive gjeografike të mesme dhe veriore presin me padurim të gjitha stinët e tjera të vitit. Të dy njerëzit e shëndetshëm dhe të sëmurë përdorin rrezatimin diellor si një faktor shëndetësor.

Megjithatë, nuk duhet të harrojmë se nxehtësia, si drita ultravjollcë, i referohet irrituesve shumë të fortë. Abuzimi i veprimit të tyre mund të çojë në djegie, mbinxehje të përgjithshme të trupit dhe madje edhe në një përkeqësim të sëmundjeve kronike. Duke marrë banja dielli, duhet t'i përmbaheni rregullave të provuara nga jeta. Duhet të jeni veçanërisht të kujdesshëm kur bëni banja dielli në ditët me diell të kthjellët. Foshnjat dhe të moshuarit, pacientët me tuberkuloz kronik dhe probleme me sistemin kardiovaskular, duhet të kënaqen me rrezet e diellit të shpërndarë në hije. Ky rrezatim ultravjollcë është mjaft i mjaftueshëm për të plotësuar nevojat e trupit.

Edhe të rinjtë pa probleme të veçanta shëndetësore duhet të kenë mbrojtje nga rrezatimi diellor.

Tani ka një lëvizje, aktivistët e së cilës janë kundër djegieve nga dielli. Dhe jo më kot. Lëkura e nxirë është padyshim e bukur. Por melanina e prodhuar nga trupi (ajo që ne e quajmë djegie nga dielli) është përgjigja e tij mbrojtëse ndaj rrezatimit diellor. Nuk ka asnjë përfitim nga djegia nga dielli! Madje ka prova që djegia nga dielli shkurton jetën, pasi rrezatimi ka një veti kumulative - ai grumbullohet gjatë gjithë jetës.

Nëse çështja është kaq serioze, duhet të ndiqni me përpikëri rregullat që përshkruajnë se si të mbroheni nga rrezatimi diellor:

kufizoni rreptësisht kohën për banja dielli dhe bëjeni atë vetëm gjatë orëve të sigurta;
ndërsa jeni në diell aktiv, duhet të vishni një kapele me buzë të gjerë, rroba të mbyllura, Syze dielli dhe një çadër;
përdorni vetëm krem kundër diellit me cilësi të lartë.

A është rrezatimi diellor i rrezikshëm për njerëzit në të gjitha stinët? Sasia e rrezatimit diellor që hyn në tokë lidhet me ndryshimin e stinëve. Në gjerësi të mesme, është 25% më shumë në verë sesa në dimër. Në ekuator, nuk ka një ndryshim të tillë, por me rritjen e gjerësisë gjeografike të vendit të vëzhgimit, ky ndryshim rritet. Kjo për faktin se planeti ynë në raport me diellin është i anuar në një kënd prej 23.3 gradë. Në dimër, ai ndodhet poshtë horizontit dhe ndriçon tokën vetëm me rreze rrëshqitëse, të cilat ngrohin më pak sipërfaqen e ndriçuar. Ky pozicion i rrezeve shkakton shpërndarjen e tyre në një sipërfaqe më të madhe, gjë që zvogëlon intensitetin e tyre në krahasim me vjeshtën e plotë të verës. Përveç kësaj, prania e një këndi akut kur rrezet kalojnë nëpër atmosferë, "zgjat" rrugën e tyre, duke bërë që ata të humbasin më shumë nxehtësi. Kjo rrethanë zvogëlon ndikimin e rrezatimit diellor në dimër.

Dielli është një yll që është burim nxehtësie dhe drite për planetin tonë. Ajo "kontrollon" klimën, ndryshimin e stinëve dhe gjendjen e të gjithë biosferës së Tokës. Dhe vetëm njohja e ligjeve të këtij ndikimi të fuqishëm do të lejojë përdorimin e kësaj dhurate jetëdhënëse për të mirën e shëndetit të njerëzve.

Dazhbog midis sllavëve, Apollo midis grekëve të lashtë, Mithra midis indo-iranianëve, Amon Ra midis egjiptianëve të lashtë, Tonatiu midis aztekëve - këta janë emrat e Zotit Diell në panteizmin e lashtë.

Që nga kohërat e lashta, njerëzit e kuptuan se sa i rëndësishëm është dielli për jetën në Tokë dhe e hyjnizuan atë.

Shkëlqimi i Diellit është i madh dhe arrin në 3,85x10 23 kW. Energjia diellore, duke vepruar në një sipërfaqe prej vetëm 1 m2, mund të ngarkojë një motor 1.4 kW.

Burimi i energjisë është reaksioni termonuklear duke kaluar në thelbin e yllit.

4 Ai që formoi në këtë rast përbën pothuajse (0.01%) të gjithë heliumin e tokës.

Ylli i sistemit tonë lëshon rrezatim elektromagnetik dhe korpuskular. Nga ana e jashtme e koronës së Diellit, era diellore "fryn" në hapësirën e jashtme, e përbërë nga protone, elektrone dhe grimca α. Me erën diellore, 2-3x10 -14 masë e yllit humbet çdo vit. Stuhitë magnetike dhe aurora shoqërohen me rrezatimin korpuskular.

Rrezatimi elektromagnetik (rrezatimi diellor) arrin në sipërfaqen e planetit tonë në formën e rrezeve të drejtpërdrejta dhe të shpërndara. Gama e saj spektrale është:

rrezatimi ultravjollcë;
rreze X;
rrezet γ.

Pjesa e valëve të shkurtra përbën vetëm 7% të energjisë. Drita e dukshme përbën 48% të energjisë së rrezatimit të diellit. Ai përbëhet kryesisht nga një spektër blu-jeshile rrezatimi, 45% është rrezatim infra të kuq dhe vetëm një pjesë e vogël përfaqësohet nga emetimi i radios.

Rrezatimi ultravjollcë, në varësi të gjatësisë së valës, ndahet në:

Pjesa më e madhe e rrezatimit UV me gjatësi vale të gjatë arrin në sipërfaqen e tokës. Sasia e energjisë UV-B që arrin në sipërfaqen e planetit varet nga gjendja e shtresës së ozonit. UV-C absorbohet pothuajse plotësisht nga shtresa e ozonit dhe gazrat atmosferike. Në vitin 1994, OBSH dhe WMO propozuan të futnin një indeks ultravjollcë (UV, W / m2).

Pjesa e dukshme e dritës nuk absorbohet nga atmosfera, por valët e një spektri të caktuar shpërndahen. Ngjyra infra të kuqe ose energjia e nxehtësisë në intervalin e gjatësisë së valës mesatare absorbohet kryesisht nga avujt e ujit dhe dioksid karboni... Burimi i spektrit me gjatësi vale të gjatë është sipërfaqja e tokës.

Të gjitha vargjet e listuara më sipër kanë një rëndësi të madhe për jetën në Tokë. Një pjesë e konsiderueshme e rrezatimit diellor nuk arrin sipërfaqen e Tokës. Llojet e mëposhtme të rrezatimit janë regjistruar pranë sipërfaqes së planetit:

1% ultravjollcë;
40% optike;
59% infra të kuqe.

Llojet e rrezatimit

Intensiteti i rrezatimit diellor varet nga:

gjerësi gjeografike;
sezoni;
koha e ditës;
gjendja e atmosferës;
veçoritë dhe relievi i sipërfaqes së tokës.

Në pjesë të ndryshme të Tokës, rrezatimi diellor ndikon në organizmat e gjallë në mënyra të ndryshme.

Proceset fotobiologjike që ndodhin nën ndikimin e energjisë së dritës, në varësi të rolit të tyre, mund të ndahen në grupet e mëposhtme:

sinteza e substancave biologjikisht aktive (fotosinteza);
proceset fotobiologjike që ndihmojnë në orientimin në hapësirë dhe ndihmojnë në marrjen e informacionit (fototaksia, vizioni, fotoperiodizmi);
efekte dëmtuese (mutacione, procese kancerogjene, efekte shkatërruese në substancat bioaktive).

Llogaritja e izolimit

Rrezatimi i dritës ka një efekt stimulues në proceset fotobiologjike në trup - sintezën e vitaminave, pigmenteve, fotostimulimin qelizor. Efekti sensibilizues i dritës së diellit aktualisht është duke u studiuar.

Ndikimi i rrezatimit ultravjollcë lëkurën Trupi i njeriut, stimulon sintezën e vitaminave D, B4 dhe proteinave, të cilat janë rregullatorë të shumë proceseve fiziologjike. Rrezatimi ultravjollcë ndikon në:

proceset metabolike;
sistemi imunitar;
sistemi nervor;
sistemi endokrin.

Efekti sensibilizues i rrezatimit ultravjollcë varet nga gjatësia e valës:

Efekti stimulues i rrezeve të diellit shprehet në rritjen e imunitetit specifik dhe jospecifik. Kështu, për shembull, te fëmijët që janë të ekspozuar ndaj rrezatimit natyral të moderuar UV, sasia ftohjet zvogëlohet me 1/3. Në të njëjtën kohë, efektiviteti i trajtimit rritet, nuk ka komplikime dhe periudha e sëmundjes shkurtohet.

Vetitë baktericidale të spektrit me valë të shkurtër të rrezatimit UV përdoren në mjekësi, Industria ushqimore, prodhimi farmaceutik për dezinfektimin e ambienteve, ajrit dhe produkteve. Rrezatimi ultravjollcë shkatërron bacilin e tuberkulozit brenda pak minutash, stafilokokun aureus në 25 minuta dhe agjentin shkaktar të etheve tifoide në 60 minuta.

Imuniteti jospecifik, në përgjigje të rrezatimit ultravjollcë, përgjigjet me një rritje të titrave të komplimentit dhe aglutinimit, një rritje të aktivitetit të fagociteve. Por rritja e rrezatimit UV shkakton ndryshime patologjike në trup:

kanceri i lëkurës;
eritema diellore;
dëmtimi i sistemit imunitar, i cili shprehet në shfaqjen e njollave, nevi, lentigo solar.

Drita e dukshme e diellit:

bën të mundur marrjen e 80% të informacionit duke përdorur një analizues vizual;
përshpejton proceset metabolike;
përmirëson gjendjen shpirtërore dhe mirëqenien e përgjithshme;
ngroh;
ndikon në gjendjen e sistemit nervor qendror;
përcakton ritmet cirkadiane.

Ekspozimi infra të kuqe varet nga gjatësia e valës:

me valë të gjatë - ka një aftësi të dobët depërtuese dhe përthithet kryesisht nga sipërfaqja e lëkurës, duke shkaktuar eritemë;
valë të shkurtra - depërton thellë në trup, duke siguruar veprim vazodilues, analgjezik, antiinflamator.

Përveç ndikimit në organizmat e gjallë, rrezatimi diellor ka një rëndësi të madhe në formimin e klimës së Tokës.

Rëndësia e rrezatimit diellor për klimën

Dielli është burimi kryesor i nxehtësisë që formon klimën e tokës. Në fazat e hershme të zhvillimit të Tokës, Dielli lëshonte 30% më pak nxehtësi sesa tani. Por falë ngopjes së atmosferës me gazra dhe pluhur vullkanik, klima në Tokë ishte e lagësht dhe e ngrohtë.

Intensiteti i izolimit është ciklik, gjë që shkakton ngrohjen dhe ftohjen e klimës. Cikliziteti shpjegon të voglën periudha akullnajore, e cila erdhi në shekujt XIV-XIX. dhe ngrohja e vërejtur në periudhën 1900-1950.

Në historinë e planetit vërehet periodiciteti i ndryshimit të pjerrësisë së boshtit dhe skajit të orbitës, gjë që ndryshon rishpërndarjen e rrezatimit diellor në sipërfaqe dhe ndikon në klimën. Për shembull, këto ndryshime reflektohen në rritjen dhe uljen e zonës së shkretëtirës së Saharasë.

Periudhat ndërglaciale zgjasin për rreth 10,000 vjet. Tani Toka është në periudhën ndërglaciale, e cila quhet Heliocene. Për shkak të aktivitetit të hershëm bujqësor njerëzor, kjo periudhë zgjat më shumë se sa është llogaritur.

Shkencëtarët kanë përshkruar cikle 35-45 vjeçare të ndryshimeve klimatike, gjatë të cilave një klimë e thatë dhe e ngrohtë ndryshon në një të ftohtë dhe të lagësht. Ato ndikojnë në mbushjen e trupave ujorë të brendshëm, në nivelin e Oqeanit Botëror dhe në ndryshimin e akullnajave në Arktik.

Rrezatimi diellor shpërndahet në mënyra të ndryshme. Kështu, për shembull, në gjerësitë gjeografike të mesme në periudhën nga viti 1984 deri në vitin 2008, ka pasur një rritje të rrezatimit total dhe të drejtpërdrejtë diellor dhe një rënie të rrezatimit të shpërndarë. Ndryshimi i intensitetit vihet re gjatë gjithë vitit. Pra, kulmi është në maj-gusht, dhe minimumi është në dimër.

Duke qenë se lartësia e Diellit dhe kohëzgjatja e orëve të ditës në verë janë më të mëdha, kjo periudhë përbën deri në 50% të rrezatimit total vjetor. Dhe në periudhën nga nëntori deri në shkurt - vetëm 5%.

Sasia e rrezatimit diellor që bie në një sipërfaqe të caktuar të Tokës ndikon në tregues të rëndësishëm klimatik:

temperatura;
lagështia;
Presioni i atmosferës;
me re;
reshjet;
shpejtesia e eres.

Rritja e rrezatimit diellor rrit temperaturën dhe presionin atmosferik; karakteristikat e tjera janë në marrëdhënie të kundërta. Shkencëtarët kanë zbuluar se nivelet e rrezatimit total dhe të drejtpërdrejtë nga Dielli kanë ndikimin më të madh në klimë.

Masat e mbrojtjes nga dielli

Efekti sensibilizues dhe dëmtues tek njerëzit manifestohet nga rrezatimi diellor në formën e nxehtësisë dhe goditjes së diellit, ndikim negativ rrezatimi në lëkurë. Tani një numër i madh i të famshmëve i janë bashkuar lëvizjes kundër cirk.

Angelina Jolie, për shembull, thotë se nuk dëshiron të sakrifikojë disa vite të jetës së saj për dy javë rrezitje.

Për t'u mbrojtur nga rrezatimi diellor, duhet: