2. Приход солнечной радиации на земную поверхность

Прежде чем достигнуть земной поверхности, солнечная радиация проходит через атмосферу и претерпевает в ней некоторые изменения: частично она поглощается воздухом и частично рассеивается.

Энергетическая освещенность горизонтальной земной поверхности определяется законом Буге

S = S_оP^m,

где: S – энергетическая освещенность перпендикулярной к лучам площадки у земной поверхности;

S_о – солнечная постоянная;

P – интегральный показатель прозрачности атмосферы, определяющий, какая доля солнечной радиации доходит до земной поверхности при отвесном падении лучей на нее;

m – оптическая масса атмосферы, пройденная солнечными лучами.

Значения m при разной высоте Солнца h помещены в таблице Бемпорада. При h >30

,

Прямая радиация на горизонтальную поверхность

S' = Ssin h_о

Энергетическая освещенность суммарной солнечной радиацией измеряется непосредственно или вычисляется по формуле

Q = S' + D,

где: Q – суммарная радиация;

S' – прямая радиация;

D – рассеянная радиация.

Коэффициент отражения солнечной радиации называется альбедо

,

где: А – альбедо;

Q_отр – отраженная солнечная радиация.

Альбедо выражается в долях единицы с точностью до сотых или в процентах.

Часть суммарной радиации, поглощенная деятельным слоем, определяется из выражения

Q_п = Q (1 – A),

2.1. Вычисление суммарной радиации на горизонтальную поверхность

Действительные месячные суммы прямой радиации на горизонтальную поверхность и рассеянной радиации для заданного пункта по данным приложения 4 составляют:

Таблица 5

Радиация МДж/м2	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
S’	10	40	120	200	290	340	280	290	120	80	25	10
D	80	120	150	240	320	370	310	230	180	120	70	60

Расчёты суммарной радиации и процентное соотношение ее составляющих для заданных месяцев представлены в таблице №6. График годового хода радиации представлен на рис. 3.

Таблица 6

Распределение солнечной радиации

Месяц
	мДж/м2	%	мДж/м2	%	мДж/м2	%
I	10	11	80	89	90	100
II	40	25	120	75	160	100
III	120	44	150	56	270	100
IV	200	45	240	55	440	100
V	290	48	320	52	610	100
VI	340	48	370	52	710	100
VII	280	47	310	53	590	100
VIII	290	56	230	44	520	100
IX	120	40	180	60	300	100
X	80	40	120	60	200	100
IX	25	26	70	74	95	100
XII	10	14	60	86	70	100
Итого за год	1805	45	2250	55	4055	100

График годового хода радиации (рис. 3)

На рис. 4 показано распределение солнечной радиации в течение года в процентах.

Распределение солнечной радиации (рис. 4)

1-прямая радиация S’,% 2- рассеянная радиация D,%

2.2. Вычисление поглощенной и отраженной солнечной

радиации по данным значениям альбедо

Месяц	II	IV	VI	VIII	X	XII
А, %	78	38	23	23	30	70

Годовое изменение альбедо представлено на рис. 5.

В вычисления месячных и годовой сумм поглощенной и отраженной солнечной радиации сведены в таблицу №7.

Таблица 7.

Вычисление поглощенной и отраженной радиации

Месяц	Q	A	Qотр	Qn
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12	90 160 270 440 610 710 590 520 300 200 95 70	0,77 0,78 0,62 0,38 0,22 0,23 0,23 0,23 0,23 0,30 0,48 0,70	69 125 167 167 134 163 136 120 69 60 46 49	21 35 103 273 476 547 454 400 231 140 49 21

По данным таблицы №7 строится гистограмма распределения поглощенной и отраженной радиации (рис. 6).