Det ljusa ljuset bränner oss med heta strålar och får oss att tänka på strålningens betydelse i vårt liv, dess fördelar och skador. Vad är solstrålning? Lektion skolans fysik uppmanar oss att börja bekanta oss med begreppet elektromagnetisk strålning i allmänhet. Denna term hänvisar till en annan form av materia - annorlunda än materia. Detta inkluderar både synligt ljus och det spektrum som inte uppfattas av ögat. Det vill säga röntgenstrålar, gammastrålar, ultraviolett och infrarött.
Elektromagnetiska vågor
I närvaro av en strålningskälla sprids dess elektromagnetiska vågor i alla riktningar med ljusets hastighet. Dessa vågor, som alla andra, har vissa egenskaper. Dessa inkluderar oscillationsfrekvensen och våglängden. Varje kropp vars temperatur skiljer sig från absoluta nollpunkten har egenskapen att avge strålning.
Solen är den främsta och mest kraftfulla strålningskällan nära vår planet. I sin tur sänder jorden (dess atmosfär och yta) själv ut strålning, men i ett annat intervall. Tittar på temperaturförhållanden på planeten under långa tidsperioder gav upphov till en hypotes om balansen mellan mängden värme som tas emot från solen och som avges till Plats.
Solstrålning: spektral sammansättning
Den stora majoriteten (cirka 99%) av solenergin i spektrumet ligger i våglängdsområdet från 0,1 till 4 mikron. Resterande 1% är längre och kortare strålar, inklusive radiovågor och röntgenstrålar. ungefär hälften strålande energi solen faller på det spektrum som vi uppfattar med våra ögon, cirka 44% - på infraröd strålning, 9% - till ultraviolett. Hur vet vi hur solstrålningen är uppdelad? Beräkningen av dess fördelning är möjlig tack vare forskning från rymdsatelliter.
Det finns ämnen som kan gå in i ett speciellt tillstånd och avge ytterligare strålning med ett annat vågområde. Det finns till exempel en glöd vid låga temperaturer, som inte är karakteristiska för emission av ljus från ett givet ämne. Denna typ av strålning, som kallas självlysande, lämpar sig inte för de vanliga principerna för termisk strålning.
Fenomenet luminescens uppstår efter absorptionen av en viss mängd energi av ämnet och övergången till ett annat tillstånd (det så kallade exciterade tillståndet), som har högre energi än vid ämnets egen temperatur. Luminescens uppträder under den omvända övergången - från ett upphetsat till ett bekant tillstånd. I naturen kan vi observera det i form av natthimlens glöd och norrsken.
Vårt ljus
Energin från solens strålar är nästan den enda värmekällan för vår planet. Dess egen strålning, som kommer från dess djup till ytan, har en intensitet som är cirka 5 tusen gånger mindre. Samtidigt är synligt ljus en av kritiska faktorer Livet på planeten är bara en bråkdel av solstrålningen.
Energin från solens strålar omvandlas till värme av en mindre del - i atmosfären, en större - på jordens yta. Där går det åt till uppvärmning av vatten och jord (övre skikt), som sedan avger värme till luften. Atmosfären och jordens yta sänder i sin tur upp infraröda strålar ut i rymden samtidigt som de svalnar.
Solstrålning: definition
Strålningen som kommer till ytan på vår planet direkt från solskivan kallas vanligtvis för direkt solstrålning. Solen sprider det åt alla håll. Med hänsyn till det enorma avståndet från jorden till solen kan direkt solstrålning var som helst på jordens yta representeras som en stråle av parallella strålar, vars källa är praktiskt taget i oändlighet. Området vinkelrätt mot strålarna solljus, alltså får det det största antalet.
Strålningsflödestäthet (eller irradians) är ett mått på mängden strålning som faller in på en viss yta. Detta är mängden strålningsenergi som faller per tidsenhet och ytenhet. Detta värde mäts - energibelysning - i W/m 2. Vår jord, som alla vet, kretsar runt solen i en ellipsoid bana. Solen är i en av brännpunkterna för denna ellips. Därför varje år särskild tid(början av januari) intar jorden en position närmast solen och i en annan (början av juli) - längst bort. I detta fall varierar storleken på energibelysningen i omvänd proportion med avseende på kvadraten på avståndet till armaturen.
Vart tar solstrålningen som når jorden vägen? Dess typer bestäms av många faktorer. Beroende på den geografiska breddgraden, luftfuktighet, molnighet, försvinner en del i atmosfären, en del absorberas, men de flesta når fortfarande planetens yta. I det här fallet reflekteras en liten mängd, och den viktigaste absorberas av jordens yta, under påverkan av vilken den värms upp. Spridd solstrålning faller också delvis på jordens yta, absorberas delvis av den och delvis reflekteras. Resten av det går ut i rymden.
Hur är fördelningen
Är solstrålningen homogen? Dess typer efter alla "förluster" i atmosfären kan skilja sig åt i deras spektrala sammansättning. Trots allt sprids och absorberas strålar med olika längd olika. I genomsnitt absorberas cirka 23 % av dess ursprungliga mängd av atmosfären. Cirka 26 % av det totala flödet omvandlas till diffus strålning, varav 2/3 faller på jorden. I huvudsak är detta en annan typ av strålning, annorlunda än originalet. Spridd strålning skickas till jorden inte av solens skiva, utan av himlens valv. Den har en annan spektral sammansättning.
Absorberar strålning främst ozon - det synliga spektrumet och ultravioletta strålar. Infraröd strålning absorberas av koldioxid (koldioxid), som för övrigt är mycket liten i atmosfären.
Spridning av strålning, vilket försvagar den, sker för alla våglängder av spektrumet. I processen omfördelar dess partiklar, som faller under elektromagnetisk påverkan, energin från den infallande vågen i alla riktningar. Det vill säga, partiklarna fungerar som punktenergikällor.
Dagsljus
På grund av spridning ändrar ljuset från solen färg när det passerar genom atmosfärens lager. Praktiskt värde spridning - i skapandet av dagsljus. Om jorden saknar atmosfär, skulle belysning endast existera på platser där direkta eller reflekterade solstrålar träffar ytan. Det vill säga atmosfären är källan till belysning under dagen. Tack vare det är det lätt både på platser oåtkomliga för direkta strålar och när solen är gömd bakom moln. Det är spridning som ger färg till luften – vi ser himlen blå.
Vad mer påverkar solstrålningen? Grumlighetsfaktorn ska inte heller räknas bort. När allt kommer omkring sker försvagningen av strålning på två sätt - själva atmosfären och vattenånga, såväl som olika föroreningar. Dammhalten ökar på sommaren (liksom innehållet av vattenånga i atmosfären).
Total strålning
Det avser den totala mängden strålning som faller på jordens yta, både direkt och diffus. Den totala solinstrålningen minskar i molnigt väder.
Av denna anledning, på sommaren, är den totala strålningen i genomsnitt högre före middagstid än efter den. Och under det första halvåret - mer än under det andra.
Vad händer med den totala strålningen på jordens yta? När man kommer dit absorberas det mestadels av det övre lagret av jord eller vatten och förvandlas till värme, en del av det reflekteras. Graden av reflektion beror på jordens yta. Indikatorn som uttrycker procentandelen av reflekterad solstrålning av dess totala mängd som faller på ytan kallas ytalbedo.
Begreppet självstrålning av jordytan förstås som långvågig strålning som sänds ut av vegetation, snötäcke, övre vattenskikt och jord. Strålningsbalansen för en yta är skillnaden mellan dess absorberade och emitterade mängd.
Effektiv strålning
Det är bevisat att motstrålningen nästan alltid är mindre än den terrestra. På grund av detta bär jordens yta värmeförluster. Skillnaden mellan ytans inneboende strålning och atmosfärsstrålningen kallas den effektiva strålningen. Detta är faktiskt en nettoförlust av energi och, som ett resultat, värme på natten.
Det finns även på dagtid. Men under dagen kompenseras den delvis eller till och med blockerad av absorberad strålning. Därför är jordens yta varmare på dagen än på natten.
Om strålningens geografiska fördelning
Solstrålningen på jorden är ojämnt fördelad över året. Dess fördelning har en zonkaraktär och isoliner (anslutningspunkter samma värden) av strålningsflödet är inte alls identiska med de latitudinella cirklarna. Denna skillnad orsakas av olika nivåer av molnighet och genomskinlighet i atmosfären i olika regioner. klot.
Den totala solinstrålningen under året har störst värde i subtropiska öknar med lågmolnig atmosfär. Det är mycket mindre i skogsområden. ekvatorialbältet. Anledningen till detta är ökad molnighet. Denna indikator minskar mot båda polerna. Men i polernas region ökar det igen - på norra halvklotet är det mindre, i regionen snöiga och lätt molniga Antarktis - mer. Ovanför havens yta är solstrålningen i genomsnitt mindre än över kontinenterna.
Nästan överallt på jorden har ytan en positiv strålningsbalans, det vill säga samtidigt är inflödet av strålning större än den effektiva strålningen. Undantagen är regionerna Antarktis och Grönland med sina isplatåer.
Står vi inför global uppvärmning?
Men ovanstående betyder inte den årliga uppvärmningen av jordytan. Överskottet av absorberad strålning kompenseras av värmeläckage från ytan till atmosfären, vilket uppstår när vattenfasen ändras (avdunstning, kondens i form av moln).
Det finns alltså ingen strålningsjämvikt som sådan på jordens yta. Men det finns en plats termisk jämvikt- inflödet och värmeförlusten balanseras på olika sätt, inklusive strålning.
Kortsaldofördelning
På samma breddgrader på jordklotet är strålningsbalansen större på havsytan än över land. Detta kan förklaras av att lagret som absorberar strålning i haven är tjockare, samtidigt som den effektiva strålningen där är mindre på grund av kylan på havsytan jämfört med land.
Betydande fluktuationer i amplituden av dess fördelning observeras i öknar. Balansen är lägre där på grund av den höga effektiva strålningen i torr luft och lågt molntäcke. PÅ mindre grad den sänks i områden med monsunklimat. Under den varma årstiden ökar molnigheten där, och den absorberade solstrålningen är mindre än i andra regioner på samma latitud.
Självklart, huvudfaktor, som den genomsnittliga årliga solstrålningen beror på, är latituden för ett visst område. Rekord "portioner" av ultraviolett ljus går till länder som ligger nära ekvatorn. Detta är nordöstra Afrika, dess östkust, Arabiska halvön, norra och västra Australien, en del av öarna i Indonesien, Västra delen Sydamerikas kuster.
I Europa, Turkiet, södra Spanien, Sicilien, Sardinien, Greklands öar, Frankrikes kust ( södra delen), samt en del av regionerna Italien, Cypern och Kreta.
Hur är det med oss?
Solens totala strålning i Ryssland distribueras, vid första anblicken, oväntat. På vårt lands territorium är det konstigt nog inte Svarta havets orter som håller handflatan. De största doserna av solstrålning faller på de territorier som gränsar till Kina och Severnaya Zemlya. I allmänhet är solstrålningen i Ryssland inte särskilt intensiv, vilket helt förklaras av vår nordliga geografisk plats. Minimal mängd solljus går till den nordvästra regionen - St. Petersburg, tillsammans med de omgivande områdena.
Solstrålningen i Ryssland är sämre än Ukraina. Där går den mest ultravioletta strålningen till Krim och territorier bortom Donau, på andra plats kommer Karpaterna med de södra regionerna i Ukraina.
Den totala (både direkta och spridda) solstrålningen som faller på en horisontell yta ges av månader i specialdesignade tabeller för olika territorier och mäts i MJ / m 2. Till exempel sträcker sig solstrålningen i Moskva från 31-58 under vintermånaderna till 568-615 på sommaren.
Om solinstrålning
Solinstrålning, eller mängden användbar strålning som faller på en yta som är upplyst av solen, varierar mycket på olika geografiska platser. Årlig solinstrålning beräknas för en kvadratmeter i megawatt. Till exempel i Moskva är detta värde 1,01, i Archangelsk - 0,85, i Astrakhan - 1,38 MW.
När man bestämmer det är det nödvändigt att ta hänsyn till sådana faktorer som tid på året (på vintern är belysningen och längdgraden på dagen lägre), terrängens natur (bergen kan blockera solen), karakteristisk för området väder- dimma, täta regn och molnighet. Det ljusmottagande planet kan vara orienterat vertikalt, horisontellt eller snett. Mängden instrålning, såväl som fördelningen av solstrålning i Ryssland, är data grupperade i en tabell efter stad och region, som indikerar den geografiska latituden.
Alla typer av solstrålar når jordytan på tre sätt – i form av direkt, reflekterad och diffus solstrålning.
direkt solstrålningär strålar som kommer direkt från solen. Dess intensitet (effektivitet) beror på solens höjd över horisonten: maximum observeras vid middagstid, och minimum - på morgonen och kvällen; från årstiden: maximum - på sommaren, minimum - på vintern; från terrängens höjd över havet (högre i bergen än på slätten); på atmosfärens tillstånd (luftföroreningar minskar det). Spektrum av solstrålning beror också på solens höjd över horisonten (ju lägre solen är över horisonten, desto mindre ultravioletta strålar).
reflekterad solstrålning– Det här är solens strålar som reflekteras av jorden eller vattenytan. Hon uttrycker sig procentsats reflekterade strålar till deras totala flöde kallas albedo. Albedovärdet beror på de reflekterande ytornas karaktär. När du organiserar och genomför solbad är det nödvändigt att känna till och ta hänsyn till albedo för de ytor på vilka solning utförs. Vissa av dem kännetecknas av selektiv reflektivitet. Snö reflekterar helt infraröda strålar och ultravioletta strålar i mindre utsträckning.
spridd solstrålning bildas som ett resultat av solljusets spridning i atmosfären. Luftmolekyler och partiklar suspenderade i den (de minsta dropparna av vatten, iskristaller, etc.), som kallas aerosoler, reflekterar en del av strålarna. Som ett resultat av flera reflektioner når några av dem fortfarande jordens yta; Dessa är spridda solstrålar. Mestadels är ultravioletta, violetta och blåa strålar spridda, vilket bestämmer den blå färgen på himlen i klart väder. Andelen spridda strålar är stor på höga breddgrader (i de norra regionerna). Där står solen lågt över horisonten, och därför är strålarnas väg till jordytan längre. På en lång stig möter strålarna fler hinder och sprider sig i större utsträckning.
(http://new-med-blog.livejournal.com/204
Total solstrålning- all direkt och diffus solstrålning som kommer in på jordens yta. Total solstrålning kännetecknas av intensitet. Med en molnfri himmel har den totala solinstrålningen ett maximalt värde runt middagstid, och under året - på sommaren.
Strålningsbalans
Strålningsbalansen på jordytan är skillnaden mellan den totala solstrålningen som absorberas av jordytan och dess effektiva strålning. För jordens yta
- den inkommande delen är den absorberade direkta och spridda solstrålningen, såväl som den absorberade motstrålningen från atmosfären;
- utgiftsdelen utgörs av värmeförlust på grund av egen utstrålning av jordytan.
Strålningsbalansen kan vara positiv(dagtid, sommar) och negativ(på natten, på vintern); mätt i kW/kvm/min.
Jordytans strålningsbalans är den viktigaste komponenten i värmebalansen på jordytan; en av de viktigaste klimatbildande faktorerna.
Termisk balans av jordens yta- den algebraiska summan av alla typer av värmetillförsel och -utgång på ytan av land och hav. Värmebalansens natur och dess energinivå bestämma egenskaperna och intensiteten hos de flesta exogena processer. Huvudkomponenterna i havets värmebalans är:
- strålningsbalans;
- värmeförbrukning för förångning;
- turbulent värmeutbyte mellan havsytan och atmosfären;
- vertikalt turbulent värmeutbyte av havsytan med de underliggande lagren; och
- horisontell oceanisk advektion.
(http://www.glossary.ru/cgi-bin/gl_sch2.c gi?RQgkog.outt:p!hgrgtx!nlstup!vuilw)tux yo)
Mätning av solstrålning.
Aktinometrar och pyrheliometrar används för att mäta solstrålning. Solinstrålningens intensitet mäts vanligtvis av dess termisk effekt och uttrycks i kalorier per ytenhet per tidsenhet.
(http://www.ecosystema.ru/07referats/slo vgeo/967.htm)
Mätning av intensiteten av solstrålning utförs av en Yanishevsky-pyranometer komplett med en galvanometer eller en potentiometer.
Vid mätning av total solstrålning installeras pyranometern utan skuggskärm, medan vid mätning spridd strålning med skuggskärm. Direkt solstrålning beräknas som skillnaden mellan total och spridd strålning.
Vid bestämning av intensiteten av infallande solstrålning på stängslet installeras pyranometern på den så att enhetens upplevda yta är strikt parallell med stängslets yta. I avsaknad av automatisk registrering av strålning bör mätningar göras efter 30 minuter mellan soluppgång och solnedgång.
Strålning som faller på stängslets yta absorberas inte helt. Beroende på strukturen och färgen på staketet reflekteras en del av strålarna. Förhållandet mellan reflekterad strålning och infallande strålning, uttryckt i procent, kallas ytalbedo och mätt av P.K. Kalitina komplett med galvanometer eller potentiometer.
För större noggrannhet bör observationer utföras på en klar himmel och med intensiv solinstrålning av stängslet.
(http://www.constructioncheck.ru/default.a spx?textpage=5)
Mängden direkt solstrålning (S) som når jordytan på en molnfri himmel beror på solens höjd och genomskinlighet. Tabellen för tre latitudinella zoner visar fördelningen av månatliga summor av direkt strålning med en molnfri himmel (möjliga summor) i form av medelvärden för årstidernas och årets centrala månader.
Den ökade ankomsten av direktstrålning till den asiatiska delen beror på den högre transparensen av atmosfären i denna region. De höga värdena av direktstrålning på sommaren i de norra delarna av Ryssland förklaras av en kombination av hög transparens i atmosfären och lång varaktighet dagar
Minskar ankomsten av direkt strålning och kan avsevärt ändra sin dagliga och årliga kurs. Men under medelmolniga förhållanden är den astronomiska faktorn dominerande och följaktligen observeras den maximala direktstrålningen på solens högsta höjd.
I de flesta av Rysslands kontinentala regioner under vår-sommarmånaderna är direktstrålningen under förmiddagstimmarna större än på eftermiddagen. Detta beror på utvecklingen av konvektiv molnighet under eftermiddagstimmarna och en minskning av atmosfärens transparens vid denna tid på dagen jämfört med morgontimmarna. På vintern är förhållandet mellan för- och eftermiddagsstrålningsvärden omvänt - före-middagsvärdena för direktstrålning är mindre på grund av morgonens maximala molnighet och dess minskning under andra halvan av dagen. Skillnaden mellan för- och eftermiddagsvärden för direktstrålning kan nå 25–35 %.
I årskursen infaller den maximala direktstrålningen i juni-juli, med undantag för områden Långt österut, där det skiftar till maj, och i södra Primorye noteras ett sekundärt maximum i september.
Den maximala månatliga mängden direktstrålning på Rysslands territorium är 45–65% av vad som är möjligt under en molnfri himmel, och även i södra den europeiska delen når den bara 70%. Minimivärdena observeras i december och januari.
Bidraget från direktstrålning till den totala ankomsten under faktisk molnighet når ett maximum under sommarmånaderna och är i genomsnitt 50–60 %. Undantaget är Primorsky Krai, där det största bidraget av direkt strålning faller på höst- och vintermånaderna.
Fördelningen av direktstrålning under genomsnittlig (faktisk) molnighet över Rysslands territorium beror till stor del på . Detta leder till en märkbar kränkning av zonfördelningen av strålning under vissa månader. Detta är särskilt tydligt i vårperiod. Så i april noteras två maxima - en i de södra regionerna och Amur-regionen, den andra - i nordöstra Yakutia och vidare, vilket också är resultatet av en kombination av hög atmosfärisk transparens, hög frekvens av klar himmel och dags längd.
Data som visas på diagrammen hänvisar till faktiska molnförhållanden.
Om atmosfären passerade alla solens strålar till jordens yta, skulle klimatet för någon punkt på jorden bara bero på geografisk latitud. Så trodde man i forntiden. Men när solens strålar passerar genom jordens atmosfär, som vi redan har sett, försvagas de på grund av de samtidiga processerna av absorption och spridning. Vattendroppar och iskristaller, som utgör moln, absorberar och sprider sig mycket.
Den del av solstrålningen som når jordens yta efter att ha spridits av dess atmosfär och moln kallas spridd strålning. Den del av solstrålningen som passerar genom atmosfären utan att spridas kallasdirekt strålning.
Strålning sprids inte bara av moln, utan också på en klar himmel av molekyler, gaser och dammpartiklar. Förhållandet mellan direkt och spridd strålning varierar över ett brett område. Om, med en klar himmel och vertikalt infall av solljus, andelen spridd strålning är 0,1 % av direkt strålning, då
i mulen himmel kan diffus strålning vara större än direkt strålning.
I de delar av jorden där det råder klart väder, till exempel i Centralasien, den huvudsakliga uppvärmningskällan för jordytan är direkt solstrålning. Där molnigt väder dominerar, som till exempel i norr och nordväst om Sovjetunionens europeiska territorium, blir spridd solstrålning väsentlig. Tikhaya Bay, som ligger i norr, får spridd strålning nästan en och en halv gånger mer än direkt strålning (tabell 5). I Tasjkent, tvärtom, är diffus strålning mindre än 1/3 av direkt strålning. Direkt solstrålning i Yakutsk är större än i Leningrad. Detta förklaras av det faktum att det i Leningrad finns fler molniga dagar och mindre insyn i luften.
Albedo av jordens yta. Jordytan har förmågan att reflektera strålar som faller på den. Mängden absorberad och reflekterad strålning beror på egenskaperna hos jordytan. Förhållandet mellan mängden strålningsenergi som reflekteras från kroppens yta och mängden infallande strålningsenergi kallas albedo. Albedo kännetecknar kroppsytans reflektionsförmåga. När man till exempel säger att albedot för nyfallen snö är 80-85% betyder det att 80-85% av all strålning som faller på snöytan reflekteras från den.
Albedot av snö och is beror på deras renhet. PÅ industristäder i samband med avsättning av olika föroreningar på snön, främst sot, är albedon mindre. Tvärtom, i de arktiska regionerna når snöalbedot ibland 94%. Eftersom albedot av snö är högst i jämförelse med albedot för andra typer av jordytan, sker uppvärmningen av jordytan svagt under snötäcke. Albedot av örtartad vegetation och sand är mycket mindre. Albedot för örtvegetation är 26 % och sand är 30 %. Det betyder att gräs absorberar 74% av solens energi, medan sand absorberar 70%. Den absorberade strålningen används för avdunstning, växttillväxt och uppvärmning.
Den viktigaste källan från vilken jordens yta och atmosfär tar emot värmeenergi, är solen. Det skickar en kolossal mängd strålningsenergi till världsrymden: termisk, ljus, ultraviolett. sänds ut av solen elektromagnetiska vågor fortplantas med en hastighet av 300 000 km/s.
Uppvärmningen av jordens yta beror på infallsvinkeln för solens strålar. Alla solens strålar träffar jordytan parallellt med varandra, men eftersom jorden är sfärisk faller solens strålar på olika områden dess yta i olika vinklar. När solen är i zenit faller dess strålar vertikalt och jorden värms upp mer.
Helheten av strålningsenergi som sänds av solen kallas solstrålning, det uttrycks vanligtvis i kalorier per yta och år.
Solstrålning bestämmer temperaturregimen för jordens lufttroposfär.
Det bör noteras att den totala mängden solstrålning är mer än två miljarder gånger mängden energi som mottas av jorden.
Strålning som når jordytan består av direkt och diffus.
Strålning som kommer till jorden direkt från solen i form av direkt solljus på en molnfri himmel kallas hetero. Den bär den största mängden värme och ljus. Om vår planet inte hade någon atmosfär skulle jordens yta bara få direkt strålning.
Men när den passerar genom atmosfären sprids ungefär en fjärdedel av solstrålningen av gasmolekyler och föroreningar, avviker från den direkta vägen. Några av dem når jordens yta och bildas spridd solstrålning. Tack vare spridd strålning tränger ljus även in på platser där direkt solljus (direkt strålning) inte tränger in. Denna strålning skapar dagsljus och ger färg till himlen.
Total solstrålning
Alla solens strålar som träffar jorden är total solstrålning d.v.s. helheten av direkt och diffus strålning (fig. 1).
Ris. 1. Total solinstrålning per år
Fördelning av solstrålning över jordens yta
Solstrålningen är ojämnt fördelad över jorden. Det beror på:
1. på luftens densitet och fuktighet - ju högre de är, desto mindre strålning mottar jordens yta;
2. från områdets geografiska latitud - mängden strålning ökar från polerna till ekvatorn. Mängden direkt solstrålning beror på längden på den väg som solens strålar färdas genom atmosfären. När solen är i zenit (strålarnas infallsvinkel är 90°) faller dess strålar på jorden den kortaste vägen och intensivt ge sin energi till ett litet område. På jorden sker detta i bandet mellan 23° N. sh. och 23°S sh., d. v. s. mellan tropikerna. När du rör dig bort från denna zon till söder eller norr, ökar längden på solens strålar, det vill säga vinkeln för deras infallsvinkel på jordens yta minskar. Strålarna börjar falla på jorden i en mindre vinkel, som om de glider, närmar sig tangentlinjen i polernas område. Som ett resultat fördelas samma energiflöde till stort område, så mängden reflekterad energi ökar. I ekvatorområdet, där solens strålar faller på jordens yta i en vinkel på 90°, är mängden direkt solstrålning som mottas av jordytan högre, och när du rör dig mot polerna är denna mängd kraftigt reducerad. Dessutom beror dagens längd på områdets latitud. olika tiderår, vilket också bestämmer mängden solstrålning som kommer in på jordens yta;
3. från jordens årliga och dagliga rörelse - på mellan- och högbreddgraderna varierar inflödet av solstrålning mycket beroende på årstiderna, vilket är förknippat med en förändring i solens middagshöjd och dagens längd ;
4. på jordens ytas natur - ju ljusare ytan är, desto mer solljus reflekterar den. En ytas förmåga att reflektera strålning kallas albedo(av lat. vithet). Snö reflekterar strålning särskilt starkt (90%), sand är svagare (35%), chernozem är ännu svagare (4%).
Jordens yta, absorberar solstrålning (absorberad strålning), värms upp och strålar ut värme i atmosfären (reflekterad strålning). Atmosfärens lägre lager fördröjer till stor del markstrålning. Strålningen som absorberas av jordens yta går åt till att värma marken, luften och vattnet.
Den del av den totala strålningen som finns kvar efter reflektion och termisk strålning av jordytan kallas strålningsbalans. Strålningsbalansen på jordytan varierar under dygnet och årstider, men i genomsnitt för året har den positivt värdeöverallt, förutom de isiga öknarna på Grönland och Antarktis. Maximala värden strålningsbalansen når på låga latituder (mellan 20 ° N och 20 ° S) - över 42 * 10 2 J / m 2, vid en latitud på cirka 60 ° i båda halvkloten minskar den till 8 * 10 2 -13 * 10 2 J/m2.
Solens strålar ger upp till 20 % av sin energi till atmosfären, som är fördelad över hela luftens tjocklek, och därför är uppvärmningen av luften som orsakas av dem relativt liten. Solen värmer upp jordens yta, som överför värme atmosfärisk luft på bekostnad konvektion(från lat. konvektion- leverans), det vill säga den vertikala rörelsen av luft som värms upp vid jordytan, i stället för mer än kall luft. Det är så stämningen blir mest värme - i genomsnitt tre gånger mer än direkt från solen.
Närvaro i koldioxid och vattenånga tillåter inte värmen som reflekteras från jordens yta att fritt fly ut i yttre rymden. De skapar Växthuseffekt, på grund av vilket temperaturfallet på jorden under dagen inte överstiger 15 ° C. I frånvaro av koldioxid i atmosfären skulle jordens yta svalna med 40-50 °C över natten.
Som ett resultat av skaltillväxt ekonomisk aktivitet människa — förbränning av kol och olja vid värmekraftverk, utsläpp industriföretag, en ökning av fordonsutsläpp - mängden koldioxid i atmosfären ökar, vilket leder till ökad växthuseffekt och hotar de globala klimatförändringarna.
Solens strålar, som har passerat genom atmosfären, faller på jordens yta och värmer den, och det avger i sin tur värme till atmosfären. Detta förklarar framträdande funktion troposfär: minskning av lufttemperaturen med höjden. Men det finns tillfällen då de övre lagren av atmosfären är varmare än de lägre. Ett sådant fenomen kallas temperaturinversion(av lat. inversio - vända).
