6.2.3. Спектральный состав солнечной радиации

На интервал длин волн между 0.1 и 4 мкм приходится 99% всей энергии солнечной радиации. Всего 1% остается на ра­диацию с меньшими и большими длинами волн, вплоть до рентгеновских лучей и радиоволн.

Видимый свет занимает узкий интервал длин волн, как отмечалось выше, всего от 0.39 до 0.76 мкм. Однако в этом интервале заключается почти половина всей сол­нечной лучистой энергии (47%). Почти столько же (44%) приходится на ин­фракрасные лучи, а осталь­ные 9% - на ультрафиоле­товые. Распределение энергии в спектре солнечной радиа­ции до поступления ее в ат­мосферу можно прибли­женно найти путем экстра­поляции результатов назем­ных и спутниковых наблюдений (рис.6.2).

Рис. 6.2. Распределение энергии в спектре солнечной радиации до поступления в атмосферу (1) и в спектре абсолютно черного тела при температуре 6000 К (2)

Максимум лучистой энергии в солнечном спектре, как и в спектре абсо­лютно черного тела, приходится на волны с длинами около 0.475 мкм, т. е. на зелено-голубые лучи видимой части спектра. Однако в ультрафиолетовой части солнечного спектра энергия существенно меньше, чем в ультрафиолетовой части спектра абсолютно черного тела при температуре 6000 К.

6.2.4. Прямая солнечная радиация

Радиацию, приходящую к земной поверхности непосредственно от солнечного диска, называют прямой солнечной радиацией, в отличие от радиации, рассеянной в атмосфере. Солнечная ра­диация распространяется от Солнца по всем направлениям. Но расстояние от Земли до Солнца велико, поэтому прямая ра­диация падает на любую поверхность на Земле в виде пучка параллельных лучей, исходящего как бы из бесконечности. Даже земной шар в целом так мал в сравнении с расстоянием от Солнца, что всю солнечную радиацию, падающую на него можно считать пучком па­раллельных лучей.

Количественной мерой солнечной радиации, посту­пающей на земную поверх­ность или на любой вышележащий уровень в атмо­сфере, служит энергетиче­ская освещенность, или по­ток радиации, т.е. количество лучистой энергии, падающей на единичную площадь. Ясно, что единица площади, расположенной пер­пендикулярно к солнечным лучам, получает максимально воз­можное в данных условиях количество радиации I. На единицу горизонтальной площади придется меньшее количество лучи­стой энергии (рис.6.3)

I’ = Isinh, (6.1)

где h - высота Солнца.

Рис.6.3. Приток солнечной радиации к поверхности

Очевидно, что I’ равно I только тогда, когда Солнце в зе­ните, а во всех остальных случаях меньше. Поток прямой солнечной радиации на горизонтальную по­верхность часто называют инсоляцией, хотя этот термин при­меняется и в более общем значении. Энергетическая освещенность будет выражаться в киловат­тах на квадратный метр (кВт/м²). Энергетическую освещен­ность для определенной длины волны λ (вернее для узкого участка спектра около длины волны λ) называют спектраль­ной плотностью энергетической освещенности, она обозначается как 1_λ.