Спектральный состав солнечной радиации

ТЕМА: СОЛНЕЧНАЯ РАДИАЦИЯ

1. Солнечная радиация

Солнечная радиация – это излучение Солнца, состоящее из электромагнитных волн различной длины (от 0,2 до 24 мкм)

Виды радиационных потоков:

Прямая солнечная радиация – это солнечная радиация, поступающая на Земную поверхность, непосредственно от Солнечного диска в виде пучка параллельных, солнечных лучей. (S),[Вт/м²].

Рассеянная солнечная радиация – это солнечная радиация, которая при прохождении через земную атмосферу, рассеивается молекулами атмосферных газов аэрозолей.

(Аэрозоль – мельчайшие твердые и жидкие частицы, взвешенные в атмосфере).

Отраженная солнечная радиация – это та часть солнечной радиации, которая отражается от земной поверхности. (R_к)

Тепло, которое излучает Земля в атмосферу, называется - тепловое излучение Земли. (Е_з)

Тепло, которое излучает атмосфера в сторону Земли, называется встречное излучение атмосферы (Е_з).

Разность между тепловым излучением Земли и встречным излучением атмосферы, называется эффективное излучение (Е_эф)

	Еэф = Ез -Еа

Спектральный состав солнечной радиации

УФ – лучи Видимая часть спектра ИК – лучи

(λ ‹ 0,4 мкм) (λ от 0,4 до 0,76 мкм) (λ › 0,76 мкм)

1. УФ – лучи практически не достигают земной поверхности, поглощаясь озоновым слоем. Негативно влияют на рост растений.

2. ИК – лучи по биологическому действию подразделяют на две группы:

а) ближнее ИК – излучение (λ до 4мкм). Эти лучи невидимы и дают тепло. Они активно поглощаются водой, содержащейся в растениях, и ускоряют их рост и развитие.

б) дальнее ИК – излучение (λ более 4 мкм). Также невидимы, дают тепло, но не оказывают существенного влияния на растения.

3. Видимая часть спектра состоит из цветных лучей, в совокупности дающих белый цвет.

В диапазоне от 0,38 до 0,71 мкм находится ФАР – это часть солнечной радиации, которая поглощается растениями и используется в процессе фотосинтеза.

Известно, что наиболее интенсивно растения поглощают сине-фиолетовые и красно-оранжевые лучи, меньше – желто-зеленые.

Радиационный баланс – разность между приходящими земной поверхности и уходящими от нее потоками лучистой энергии.

Если приход больше расхода, то радиационный баланс положительный и земная поверхность нагревается, а если наоборот – охлаждается.

Радиационный баланс становится положительным через 1 час после восхода Солнца, отрицательным за 1 – 2 часа до захода

	В = S` +Д – R к - Еэф

S` + Д –приход энергии

R _к – Е_эф –расход энергии

S` -прямая солнечная радиация, приходящая на горизонтальную поверхность

Д – рассеянная солнечная радиация

R _к – отраженная коротковолновая солнечная радиация

Е_эф – эффективное излучение

А = R _к ·100% Q

Альбедо – отражательная способность поверхности.

Чем больше альбедо поверхности, тем интенсивнее отражаются от нее солнечные лучи и, следовательно, тем меньше нагревается эта поверхность.

Максимальное альбедо в природе у свежего снега: 80 – 95%, минимальное у темных почв (5 –15%).

ТЕМА: ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ ВОЗДУХА

1.Процессы нагревания и охлаждения воздуха

Нижние слои атмосферы плохо поглощают солнечную радиацию, поэтому воздух нагревается, главным образом, за счет тепла земной поверхности.

	День: tº суши > tº воздуха > tº воды Ночь: tº воды > tº воздуха > tº суши

Перенос тепла в атмосфере, а также между атмосферой и подстилающей поверхностью происходит благодаря следующим процессам:

1. Тепловая конвекция – перенос отдельных объемов воздуха по вертикали. Над более прогретыми участками, воздух становится теплее и, следовательно, легче окружающего. Поэтому он поднимается вверх. А его место занимает более холодный соседний воздух, который также нагревается и поднимается.

Над сушей тепловая конвекция возникает днем в теплое время года, а над морями ночью и в холодное время года; когда водная поверхность теплее, чем прилегающие к ней слои воздуха.

2. Турбулентность – вихревые хаотические движения, небольших объемов воздуха в общем потоке ветра. Возникает потому, что отдельные объемы воздуха имеют неодинаковую скорость движения в общем потоке ветра. Следствием турбулентности является интенсивное перемешивание воздуха.

3. Радиационная теплопроводность – перенос тепла потоками длинноволновой радиации от земной поверхности в атмосферу (Е₃) или в обратном направлении (Е_а).

4. Конденсация водяного пара – при этом выделяется тепло, нагревающее воздух. Особенно это характерно для тех слоев атмосферы, где образуются облака.

2. Изменение температуры воздуха с высотой

«Изменение температуры воздуха на сто метров высоты, называется вертикальным градиентом температуры (ВГТ)»

	ВГТ = t н - tв. . 100 Zв -Zн

t_н - t_в –разность температуры воздуха на нижнем и верхнем уровнях (в градусах Цельсия).

Z_в - Z_н – разность высот двух уровней (в метрах).

1. Если температура на верхнем уровне меньше температуры на нижнем уровне, то температура с высотой уменьшается и ВГТ положительный. Это нормальное состояние тропосферы. (тропосфера – это самый нижний слой атмосферы до высоты равной 10 –12 километров от земной поверхности).

2. Если температура на верхнем уровне равна температуре на нижнем уровне, то ВГТ равен 0ºС/100м, то есть температура с высотой не изменяется. Такое состояние называется изотермия.

3. Если температура на верхнем уровне больше, чем температура на нижнем уровне, то температура с высотой повышается. Такое состояние называется температурная инверсия. ВГТ при этом отрицательный.

Среднее значение ВГТ в тропосфере ≈ 0,6 ºС/100м.

3. Суточный и годовой ход температуры воздуха

«Изменение температуры воздуха в течение суток называют суточным ходом температуры воздуха».

Максимальная температура воздуха (на высоте 2 метра от земной поверхности) в течении суток наблюдается в 14 – 15 часов местного времени; минимальная – перед восходом Солнца.

«Изменение температуры воздуха в течении года – годовой ход температуры воздуха».

В наших широтах максимум наблюдается в июле, минимум в январе.

«Разница между максимальным и минимальным значением в суточном или годовом ходе, называется амплитудой хода температуры воздуха»

Амплитуда годового хода температуры воздуха зависит, главным образом, от географической широты места (от экватора к полюсам она увеличивается), а так же от расстояния местности до моря (чем ближе к морю, тем меньше амплитуда даже на одинаковой широте).

Чем больше амплитуда годового хода температуры воздуха, тем континентальнее климат.

4. Характеристики температурного режима воздуха

1.Средние температуры :

а ). Средняя суточная температура – среднее арифметическое из температур, измеренных во все сроки наблюдения в течение суток (это 8 измерений).

б). Средняя месячная температура - среднее арифметическое из средних суточных температур за весь месяц.

в). Средняя годовая температура –среднее арифметическое из средних месячных температур за весь год.

2. Существенно дополняют сведения о средних температура, максимальные и минимальные температуры.

а).Существуют простые максимумы и минимумы температуры.

(например: максимальная и минимальная суточная температура, декадная температура и т. д.)то есть это максимальная или минимальная температура в данной местности за отдельный небольшой период времени(сутки,декаду, месяц, год)

б). И существуют абсолютные максимальные и минимальные температуры – это самая низкая или высокая температура, наблюдаемая за многолетний период(30 и более лет) в данной местности (например: максимальная температура воздуха в г. Тюмени 24 июля составляла + 34 ºС и наблюдалась в 1984 году).

3.Суммы температур – показатель, условно характеризующий количество тепла в данной местности за определенный период.

а ). Сумма активных температур - сумма средних суточных температур выше +10ºС

б). Сумма эффективных температур – сумма средних суточных температур, отсчитанных от биологического минимума данной культуры.

Биологический минимум – минимальная среднесуточная температура, при которой способны развиваться растения данной культуры. (например: у яровой пшеницы +5ºС; кукурузы, огурцов +10ºС).

---

Дата добавления: 2015-09-05