A sugárzási egyenleg

A hőmennyiség kapott a Nap a Föld felszínét elsősorban attól függ a beesési szög a napfény. A meredeken eső napfény t. E. A nagyobb a magassága a nap a horizont felett, az alsó az utat a napfény a légkörben (ábra. 8), és annál nagyobb mennyiségű energia szükséges

egységnyi területen. Fordítva, minél kisebb a beesési szög, annál több az utat a napfény a légkör és a kevesebb energiát egységnyi területen.

A maximális napsugárzást kapott egységnyi vízszintes talajon merőleges a nap sugarai, amikor a nap a koronában, t. E. Amikor a beesési szög a napfény 90 °.

Hogy tanulmányozza a folyamatok okozta a beáramló napenergia, meg kell tudni, hogy mennyit kap a Föld a légkör és a hidroszféra amint ez az energia eloszlik a világon, és hogyan költik el. De a Föld nem csak kapja a hőt, ő ad át sugárzással. A különbség az érkezési és az áramlás a sugárzó energia a nap az úgynevezett sugárzási egyensúlyt.

A hőveszteség által sugárzás a föld felszínén nagymértékben ellensúlyozza a légköri sugárzás lefelé irányuló. Azonban, mivel a felületi hőmérséklet fölött a hőmérséklet a légkör, földfelszíni sugárzás mindig nagyobb, mint a légköri sugárzás. Más szóval, a Föld felszíne mindig veszít hőt. A különbség a érték és a nagysága a földfelszíni sugárzás által elnyelt az alatta lévő felülethez counterradiation atmoszférában úgynevezett effektív sugárzás. Földi sugárzás mért kalóriát négyzetcentiméterenként percenként (cal / cm 2 perc).

Nagysága a sugárzási egyensúlyt a Föld felszínén határozza meg a következő egyenletet:

ahol Q - teljes napsugárzást egységnyi vízszintes felületen; és - a fényvisszaverő a földfelszín a rövidhullámú sugárzás; I - effektív sugárzás, egyenlő a különbség a belső sugárzás counterradiation Föld felszínét és a légkör.

Felületi hőmérséklet és a páratartalom jelentős hatással a nagysága az effektív sugárzás, azonban az effektív sugárzás napra este, nyáron több mint télen. Azon részein a Földön, ahol igen gyakran zavaros, az effektív sugárzás a Föld felszínén kisebb, mint ahol a tiszta idő van túlsúlyban. A hőveszteséget jelentősen csökken, mivel a felszíni abszorptivitás légkörben. Hiányában a légkör közötti érkezése napenergia sugárzás és a föld felszínén egyébként létrehozott egyensúlyi, mint az jelenleg létezik.

Tanulmány a sugárzás természetének különböző részein a világon az egyik legfontosabb feladat a meteorológia. Még a végén a múlt század (1884), a neves földrajztudós és klimatológussal A. I. Voeykov írta, hogy szükség van a „fiók-könyv a napenergia által kapott földgömb a levegő és a víz kabát. Meg kell tudni, hogy hány fordul a nap melegét, a tetején a légkörbe; hogy mennyi megy a fűtés a légkör, hogy változtatni az állam összekeverjük vele vízgőzt tartalmaz; majd - a mennyiség eléri a földfelszín és a víz, amely a fűtött különböző szervekhez, amelyek megváltoztatják a saját állapotban (a szilárd anyag folyékony és a folyadék gáz-halmazállapotú); A kémiai reakciók, különösen társított szerves élet; akkor meg kell tudni, hogy mennyi hőt elveszett a Föld sugárzás égi térben, és hogyan viszonyul ez a veszteség. "

Mivel sokat vizsgálták. Fantázia speciális mérő eszközök sugárzási egyenleg, az úgynevezett nettó sugárzásmérő, térképek a Föld felszínét egyensúlyt sugárzó, stb ..

Visszatérve a kérdésre, hogy hány beáramló napenergia a világ, úgy a számított mennyiségű napsugárzás a nyári és a téli napforduló hiányában

légkörben. Ezeket az adatokat a 2. táblázatban mutatjuk be Ebből a táblázatból -, hogy ennek hiányában a légkör, a nyári napforduló Arctic kapna a legnagyobb napenergia mennyisége - .. 1110 cal / cm 2 naponta, azaz nagyobb, mint az egyenlítői övezet, amelyben a napi hőmennyiség ez összege csak 814 cal / cm2.

Egy ilyen eloszlás napsugárzás annak a ténynek köszönhető, hogy nem megy a Polar-medencei nap egész nap a nyáron a horizonton, és a téli nem jelenik meg a horizont felett, míg az egyenlítői övezet hosszának nappali órákban nem tapasztaltak jelentős ingadozások, és körülbelül 12 óra alatt az év . Ezért az év folyamán alacsonyabb szélességi kap több hőt, mint a közepes és magas földrajzi szélességeken.

Annak meghatározására, hogy milyen mértékben az energia mennyisége eléri a felületre, amely merőleges a napsugarak függ a beesési szög, lásd 3. táblázat Ebben a táblázatban azt mutatja, elméletileg számított adatok olyan mennyiségű napsugárzás eső merőleges a teljesen fekete felületen magasságától függően Sun a horizont felett hiányában a légkör (szoláris állandó) és a folyosón napfény ideális környezetet, és a kapott adatokat a közvetlen megfigyelés stb van egy igazi hangulatot a közepén az átláthatóság.

Amint a 3. táblázatból látható, míg a napsugárzás intenzitása állandó, még ha jóval kisebb, mint ideális légkört, és természetesen, még kevésbé jelenlétében az igazi hangulatot. Ha a magassága a nap 20 °, a napsugárzás intenzitása képest napállandó valós atmoszférában csaknem felére csökkent, míg a nap magasságban 60 ° - 30%. A meredek csökkenés a napsugárzás intenzitása történik a valós légkörben elsősorban annak tartalmát a vízgőz és a por nagy abszorpciós kapacitást.

Ez a helyzet az érkezése a nap melegét a felületen merőleges sugarak.

4. táblázat példákat mutat a napsugárzás naponta a Föld különböző pontjain a nyár közepén, és a mérete az éves összegek ugyanazokon a helyeken (a N. P. Rusinu). A táblázat azt mutatja, hogy például a „Vosztok” állomás, amely közel van a déli kontinensen, ahol az ég felhőtlen és tiszta, a nyári hőt naponta 2-2,5-szer több, mint a középső és alsó szélességi a Földön. Tény, hogy az éves napenergia mennyisége egységnyi vízszintes felületen az alacsony és a közepes szélességek nagyobb mennyiségben, mint a magasabban fekvő területeken. Ez annak köszönhető, hogy a beesési szög a napfény. Így, amikor a nap sugarai esnek

szögben 30 ° az összeget a sugárzás belépő 1 cm 2 vízszintes felületen, míg a merőleges beesési sugarak csökken 2-szer, és a nap magasságban 5 ° - közel 12-szer. Ezért az áramlás napsugárzás jön rá a vízszintes felületen gyorsan csökken az Egyenlítőtől a sarkok felé.

A napenergia mennyisége által kapott különböző részeit a Föld felszínét, változik az év helyzetétől függően a Föld képest a napot. A tavaszi és őszi napéjegyenlőség délben az egyenlítő, a nap a zeniten, és a pólusok - a horizonton. Azon a napon, a nyári napforduló az északi féltekén, a magassága a Nap az Egyenlítő környékén 66,5 °, az észak-Tropic 90 °, és csak 23,5 ° az Északi-sarkon. Ebben az időben, a nap soha nem nyugszik a sarkvidéki és hatékony poláris nap, és az Antarktiszon elmerül a sarki éjszaka.

Azon a napon a téli napforduló az északi-sarki, a nap a horizont alatt van (sarki éjszaka) és az Antarktisz Polar nap bekövetkezik. Azonban mind az északi és a déli pólus alatt a sarki nap a nap sugarai alá tartoznak a legkisebb szög.

Az időtartam a sarki nap, valamint a sarki éjszaka, körülbelül a fele az év. Ezért az alacsony szélességi a Földre, ahol a magasság a nap egész évben összességében sokkal melegebb, mint a közepes és magas földrajzi szélességeken, különösen az északi és a déli féltekén. Ez is magyarázza a legnagyobb melegben a Föld felszínén délben, amikor a nap sugarai esnek rajta a legmagasabb szögben. Azonban éves léghőmérséklet természetesen függ a fizikai és földrajzi viszonyok a térségben, és advekciós m. P.