Излучение Солнца и Земля.


В Солнечной системе Земля является третьей , после Меркурия и Венеры, планетой по отношению к Солнцу и всю энергию от него получает в виде излучений.  Солнце, как источник излучения энергии, обладает многообразием испускаемых волн. Значительное количество энергии Солнца содержится в инфракрасной части спектра. Около половины всей энергии Солнца принадлежит  области спектра с длинами волн  (от 400 до 700 НМ х 1НМ =10-9м). Эта энергия приходит к поверхности Земли в виде видимого света. Некоторое количество солнечной энергии поступает невидимо—это ультрафиолетовые лучи с длиной волн 300-400 НМ.  Лучи с меньшей длиной волны до Земли не доходят, т.к. поглощаются  озоном атмосферы О3. Это спасает Землю от опасных для жизни лучей.


Солнечная радиация поглощается, рассеивается в атмосфере и отражается от облаков и поверхности Земли. Поглощается она, главным образом водяными парами, пылью,  углекислотой и озоном. Водяной пар поглощает инфракрасные лучи. Максимум солнечной радиации приходится на более короткие волны, и поэтому, поглощение атмосферой падающей радиации невелико и нагрев атмосферы незначителен.
Рассеяние радиации и происходит под действием мельчайших частиц в воздухе ( туман, пыль, и молекулы воздуха). Молекулы воздуха рассеивают лучи коротких волн: синих, фиолетовых и ультрафиолетовых. Фиолетовые лучи человеческий глаз воспринимает слабо, а ультрафиолетовые –невидимы. Поэтому глаз воспринимает небо окрашенным в голубой цвет.
Радиация поступающая на поверхность Земли от небесного свода, называется  рассеянной радиацией. Таким образом, солнечная радиация приходит на поверхность Земли ослабленной. Она зависит  от толщины слоя атмосферы—оптической массы, которую проходит радиация. При отвесном падении радиации, оптическая масса атмосферы будет наименьшей. Её и принимают  за единицу массы. Зависимость оптической массы атмосферы от высоты Солнца над горизонтом :
Высота Солнца            900       600      300      100         50       10         00
Оптич. масса атм.       1,0        1,2      2,0      5,6       10,4     27,0    35,4
На больших высотах поглощение и рассеивание атмосферой синих и фиолетовых лучей света ослабляется. Поэтому в момент восхода и захода Солнца небо на горизонте принимает оранжевый или красный цвет.
Исследование теплового баланса Земли показывает , что  около 40 % радиации уходит обратно в мировое пространство, вследствие отражения от облаков., 16 % радиации поглощается атмосферой, 44 % доходит до поверхности ( 15 % падает на сушу и 29 % на водную поверхность), энергия возвращается в мировое пространство в виде теплового и эффективного излучений. Эффективное излучение возникает как разность между потоками тепла от Земли и её атмосферы вследствие того, что средняя температура атмосферы ниже температуры Земли.
Солнечная радиация, при которой на земную поверхность падают параллельные лучи, называется прямой солнечной радиацией. Приток солнечной радиации на земную поверхность характеризуется её интенсивностью. Она оценивается количеством тепла, в которое превращается радиация , поглощённая  1 см2 поверхности чёрного тела, установленного перпендикулярно солнечным лучам, в одну минуту. Интенсивность солнечной радиации на границе атмосферы называется солнечной постоянной  S© = 1.98 кал/см2мин = 1381,6 Вт/м2.
В  солнечном спектре, энергия распределяется близко к распределению энергии  излучения  идеального излучателя при температуре 6 000 К . Излучение от Солнца движется со скоростью 3х108 м/с и долетает до Земли за 8 минут. За год солнечная постоянная  меняется  на 3,4 % в ту или иную сторону, что связано с изменением расстояния от Земли до Солнца, которое , в свою очередь,  обусловлено эллиптической орбитой Земли.
Вообще, мощность излучения Солнца, достигающая земной поверхности, зависит также и от облачности, влажности и запылённости атмосферы, высоты над уровнем моря, времени года и времени суток.



Оставить комментарий

Подтвердите, что Вы не бот — выберите человечка с поднятой рукой: