Солнечное излучение
λmax = 2897/Т , мкм
Солнечное излучение
4. ПОТОКИ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ
Солнечная
радиация ослабляется за счет процессов поглощения и рассеяния электромагнитного излучения в атмосфере
Спектры пропускания атмосферных газов
Спектральное изменение функций поглощения
«безоблачной атмосферы»
Основные полосы поглощения различных атмосферных газов в
ИК области спектра и участках максимальной интенсивности поглощения
Полосы поглощения фреонов, важных парниковых и озоноразрушающих газов расположены в окне прозрачности 8-12
мкм. Указанные полосы поглощения водяного пара играют важную роль в радиационном теплообмене, измерения в этих полосах используются для дистанционного (наземного и спутникового) определения содержания паров H2O в атмосфере.
Наиболее важна из них полоса 9,6 мкм. Она играет заметную роль в радиационном теплообмене в стратосфере и мезосфере и используется для дистанционного определения вертикальных профилей и общего содержания O3.
Важные полосы поглощения CH4 и N2O
«ОКНА ПРОЗРАЧНОСТИ» В АТМОСФЕРЕ ЗЕМЛИ
Рассеяние солнечной радиации
Рассеяние – частичное преобразование радиации, имеющей определенное направление (именно такой является прямая солнечная радиация) в радиацию, идущую по всем направлениям.
на границе атмосферы и у земной поверхности
|
Ультрафиолетовая |
Видимая |
Инфракрасная |
|
|
|
|
На границе |
5% |
52% |
43% |
атмосферы |
|||
|
|
|
|
У земной |
|
|
|
поверхности при |
1% |
40% |
59% |
высоте Солнца 40 |
|||
градусов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ьЗ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ьЗ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S1
α1
m=1
0
|
|
|
S2 |
α2 |
|
|
m=Ma, ho / Ma, |
|
|
S3 |
|
|
|
|
zo, |
|
α3 |
|
m – число масс |
|
|
|
атмосферы |
h0 |
|
α4 |
S4 |
|
Ma,zo -- масса атмосферы |
||
|
|
|
|
|
|
|
при Солнце в зените |
Ma,ho,-масса атмосферы
Закон ослабления солнечной радиации
Солнечная радиация на пути к земной поверхности ослабляется в результате поглощения и рассеяния электромагнитных волн в атмосфере. Ослабление зависит от количества поглощающих и рассеивающих частиц на пути радиации, плотности воздуха и пути, пройденного потоком солнечной радиации.
Для каждой длины волны коэффициент пропорциональности будет свой, так как поглощение избирательное, а рассеяние также зависит от длины волны. Но для простоты проведем рассуждение не для спектрального потока солнечной радиации, а для интегрального потока, для всех длин волн.
Обозначим: |
|
|
|
|
||
Io – солнечная постоянная, |
||||||
I |
– |
прямая |
|
солнечная |
||
радиация, |
падающая |
на |
||||
верхнюю |
|
|
площадку |
|||
единичного сечения, высотой |
||||||
ds, |
|
проходящую |
|
через |
||
атмосферу |
с |
плотностью |
||||
воздуха |
ρ, |
и |
массовым |
|||
коэффициентом ослабления α.