36. Закон аслаблення солнечной радиации в атмосферы

Солнечная радиация на пути через атмосферу ослабляется за цена отбивки, поглощения и рассеяння. При этом изменяется ее спектральный состав. Величина аслаблення радиации зависит от следующих факторов:

1) от интенсивности самой радиации: чем она интенсивнее, тем более ее утрачивается на пути через атмосферу;

2) от количества и размеров частичек, которые поглощают и рассеивают лучи, иначе, от прозрачности атмосферы;

3) от продолжительности пути, который проходят солнечные лучи через атмосферу.

В свою очередь, продолжительность пути зависит от высоты Солнца над горизонтом (черт. 4.3).

На рис. 4.3 показано изменение продолжительности пути солнечных лучей, которые проходят через атмосферу, при разной высоте Солнце. Прямые Om1, Om2, Om3,, Om4, Om5 - солнечные лучи, которые имеют разную высоту и проходят разный путь в атмосферы. При адвесным зенітальным положения Солнце его лучи проходят самый краткий путь через атмосферу ?1О. Условно этот самый краткий путь солнечных лучей в атмосферы приравнивают к единицы (m=1) и называют оптической массой атмосферы m. Выведем количественную закономерность аслаблення солнечной радиации в атмосферы. Обратимся к черт. 4.3. В пункте а1 на верхней границе атмосферы интенсивность радиации равная солнечной постоянной и обозначается Sо. После того, как паток радиации прошел через одну массу атмосферы (m=1), он ослабляется и в точке О становится равным S1.

Введем понятие коэффициента прозрачности атмосферы р. Он показывает тую часть солнечной постоянной Sо, которая доходить к земной павверхні S1 при нахождении Солнце в зените (m=1) Отсель получим, что S1= Sо р. Подальше: когда солнечные лучи проходят еще один такой же слой атмосферы (г.зн. две массы атмосферы m=2), паток радиации уменьшиться сызнова в р раз:

S2= Sо рр= Sо р2 При прохождении солнечными лучами трех масс (m=3) паток радиации около поверхности Земли еще уменьшиться в р раз и составе

S3= Sо р2 р= Sо р3 Таким образом, при прохождении солнечными лучами m масс количество прямой радиации около поверхности Земли сложит

Sm = Sо рm Получившееся уравнение называется формулой Бугера и выражает закон аслаблення солнечной радиации в атмосферы. Коэффициент прозрачности зависит от количества удержания в атмосферы водяной поры и аэразолей: чем их более, тем меньше коэффициент прозрачности. Для идеальной атмосферы, лишенной водяной поры и аэрозоли, коэффициент прозрачности обозначается q и равный 0,915. В реальных атмосферных условиях коэффициент прозрачности изменяется от 0,6 к 0,85. С павялічэннем широты коэффициент прозрачности возрастает в связи с уменьшением количества водяной поры и запыленности атмосферы в высоких широтах. Около экватора коэффициент равный в среднем 0,7, а под широтой 75? - 0,8.

37. Суммарная радиация

Суммарная радиация - это сумма прямой и рассеянной радиации, которая поступает на земную поверхность:

Q=S sin h?+D (4.8)

где S sin h? - энергетическая освещенность прямой радиации на горизонтальной поверхности; D - энергетическая освещенность рассеянной радиации; h? - высота Солнце.

Суммарная радиация моей хорошо выраженный суточный и годовой ход. Количество суммарной радиации зависит от высоты Солнца, прозрачности атмосферы и облачности. При откровенном диске Солнце и наличия облачности суммарная радиация увеличивается за цена павялічэння рассеянной радиации. Однако, когда воблакі полностью закрывают диск солнца, суммарная радиация существенно уменьшается и складывается только с рассеянной радиации.

4.10. Отраженная и поглощенная солнечная радиация

Суммарная радиация, которая поступает на земную поверхность, частично поглощается и переходить в тепло, а частично отражается. Соотношения промеж поглощенной и отраженной радиацией зависеть от физических уласцівасцей подстилающей поверхности: цвета, шероховатости и увільготненасці. Та часть суммарной радиации, которая поглощается земной поверхностью, называется поглощенной радиацией. Вторая часть, которая отражается от поверхности, называется отраженной радиацией Rк.

4.11. Альбедо Земли

Для характеристики отражательной способности подстилающей поверхности пользуются понятием альбедо А. Оно показывает отношения количества отраженной радиации Rk к общего количества суммарной радиации Q, которая подает на данную поверхность. Эти отношения выражаются в процентах или в частях единицы:

Когда (S sin ho+D) - общий паток суммарной радиации, а А - альбедо поверхности, то (S sin ho+D)А - отраженная радиация, а (S sin ho+D)(1-А) - поглощенная земной поверхностью радиация. Поглощенная радиация превращается в тепло, которое расходуецца нерадыяцыйным путям на испарение, нагревание воздуха, почвы и воды, а тоже на фотосинтез. Отраженная радиация, которая поступила в атмосферу, дополнительно рассеивается, увеличивая интегральную рассеянную радиацию.

Шероховатые почвы темного цвета отражают меньше, чем светлые и гладкие. Влажные почвы отражают меньше, чем сухие, потому что они имеют более темный цвет. Наибольшей отражательной способностью обладает снег (А>90%). Осушенные и вспаханные торфяники имеют альбедо около 8 %.