Солнечная радиация россии кратко
Обновлено: 05.07.2024
Распределение солнечной радиации по земной поверхности зависит от угла падения солнечных лучей (рис. 96). На одинаковые площади на экваторе (ab), в средних (a1b1) и высоких (a2b2) широтах приходится различное количество радиации. Поэтому от южных границ страны к северу угол падения солнечных лучей уменьшается. Соответственно ему уменьшается и поступление солнечной радиации.
Радиация, поступающая непосредственно на земную поверхность в виде прямых солнечных лучей при безоблачном небе, называется прямой солнечной радиацией.
Однако не вся солнечная радиация достигает земной поверхности. Часть её поглощается водяными парами, рассеивается, отражается содержащимися в атмосфере каплями воды, пылью. Это рассеянная радиация, которая определяет повсеместную дневную освещённость, цвет неба и зари. Вполне понятно, что чем больше облачность и загрязнённость атмосферного воздуха, тем меньше прямой, а больше рассеянной радиации поступает на землю.
Совокупность прямой и рассеянной радиации образует суммарную радиацию. На рис. 97 изолиниями показано распределение суммарной солнечной радиации, измеряемой в ккал/см 2 . Солнечная радиация может измеряться также в Международной системе — мДж/м 2 в год.
Поскольку в умеренном, субарктическом и арктическом поясах угол падения солнечных лучей весьма различается по сезонам года, разница в приходе суммарной солнечной радиации достигает существенных значений (таблица).
Солнечная активность – совокупность разнообразных процессов, среди которых, помимо прочего, различают ещё и инсоляцию. Это облучение поверхности земли солнечным светом, и оно везде разное. Уровень инсоляции зависит от пространственно-временных и энергетических данных, и в России , преимущественно северной стране, тоже есть города, в которых бывает опасное солнце.
Инсоляция: зачем и отчего зависит
Уже давно научно доказано, что инсоляция обладает как рядом преимуществ, так и рядом негативных последствий для здоровья человека. Ультрафиолетового излучения бывает недостаточно, вплоть до возникновения критичного дефицита витамина D в организме, напрямую влияющего на прочность костной ткани. Или, наоборот, его может быть в избытке, что приводит к негативным последствиям. Например, активное и длительное воздействие солнечной энергии способно разрушать клетки поверхностных слоёв кожи человека, а также мельчайшие капилляры, которые их питают. Аналогичное патологическое воздействие оказывает солнце и на роговицу глаза. Уровень солнечного излучения зависит от географической широты местности, а также от количества ясных дней в году. Но также при определении инсоляции учитывается угол наклона оси вращения Земли относительно орбиты вокруг Солнца, поэтому для регионов, которые удалены от экватора в сторону полюсов Земли, важной является сезонная зависимость солнечной радиации. Годовую инсоляцию одного квадратного метра горизонтальной площади в разных городах России определяют в мегаваттах. Разработка этого метода основана на математических и физических переменных и в России была завершена ещё в 1970-х. В настоящее время используются специально созданные алгоритмы и компьютерные программы, позволяющие рассчитывать любые характеристики инсоляции на территории каждого конкретного региона страны.
Инсоляция по некоторым российским городам
— Какие климатические пояса Северной Америки расположены на тех же широтах, что и наша страна?
— Какую природную закономерность подчеркивает выявление климатических поясов?
— С помощью каких источников информации следует составлять характеристику климата территории?
— Какие сведения о климате дают климатическая карта, климатическая диаграмма?
— Какие элементы климата вы знаете?
III. Изучение нового материала
Климат России разнообразен, т. к. он формируется под влиянием многих факторов: географического положения, солнечной радиации, циркуляции (движения) воздушных масс, подстилающей поверхности.
Географическое положение влияет на распределение солнечной радиации и на циркуляцию атмосферы. Подстилающая поверхность влияет на величину поглощенной радиации и в конечном итоге на нагрев воздуха. Горы задерживают воздушные массы, а с высотой в горах понижается температура воздуха.
Рассмотрим влияние на климат солнечной радиации.
Солнечная радиация — это излучение Солнцем тепла и света, измеряется в килокалориях на квадратный сантиметр (ккал/см2).
Часть солнечной радиации поступает на нашу планету. Солнечная радиация, которая проходит через атмосферу Земли, делится на два вида: прямую и рассеянную. В солнечный безоблачный день преобладает прямая радиация, лучи Солнца можно увидеть в лесу сквозь листву: прямые лучи доходят до поверхности Земли. Загораем мы тоже под прямыми солнечными лучами. А в пасмурную погоду до Земли доходит, рассеиваясь на облаках, рассеянная радиация. Рассеянной радиация бывает больше при большой запыленности атмосферы, что часто бывает в крупных городах при пыльных бурях. Суммарная радиация — это вся солнечная радиация, дошедшая до поверхности Земли.
Количество поступающей на поверхность Земли суммарной радиации определяется прежде всего углом падения солнечных лучей, который зависит от географической широты.
Чем меньше географическая широта, т. е. чем ближе к экватору, тем больше угол наклона солнечных лучей и тем больше солнечной суммарной радиации получает каждый квадратный сантиметр.
Вспомните: утренние лучи, когда Солнце бывает еще низко над горизонтом, никогда не приносят много тепла. Теплее становится к полудню, когда Солнце поднимается на максимальную высоту.
Суммарная радиация, достигшая поверхности Земли, может поглотиться, т. е. нагреть поверхность Земли. Чем темнее подстилающая поверхность, тем больше суммарной радиации поглощается ее поверхностью. Так, чернозем поглощает больше суммарной радиации, чем песок; снег поглощает меньше суммарной радиации, чем лес и песок.
Куда же денется непоглощенная радиация? Почему зимой поверхность Земли не нагревается даже в теплый день? Снег отражает 70—80% суммарной радиации. Чем чище снег, тем больше отраженной радиации. Становится понятно, почему в городе и на дорогах снега весной уже нет, а в лесу, в поле, в деревне еще лежит снег толстым слоем.
Нагретая поверхность Земли излучает тепло обратно. Чем выше температура поверхности Земли и чем безоблачнее небо, тем больше теряется энергии. В умеренных широтах на тепловое излучение расходуется около 50% поглощенной радиации.
Разница между суммарной радиацией и ее потерями на отражение и тепловое излучение называется радиационным балансом. Радиационный баланс определяет распределение температур в почве и нижних слоях тропосферы, таяние снега, испарение и другие процессы, происходящие в природе. Радиационный баланс за год в России положительный, зимой он отрицательный повсеместно, а летом положительный.
Город Санкт-Петербург и низовья реки Колымы получают по 80 ккал/см2 в год, но климат этих районов разный. Средняя зимняя температура в Санкт-Петербурге —8 °С, а в низовьях Колымы —32 °С.
— Сравните суммарную радиацию и температуры в Самаре и Красноярске. (Суммарная радиация одинакова, но климат разный.)
— Почему? (Часть тепла излучает нагретая поверхность Земли. Чем выше температура поверхности и меньше облачность, тем больше потери солнечной энергии.)
IV. Закрепление нового материала
— Что называется солнечной радиацией? (Тепло и свет, излучаемые Солнцем.)
— Что такое суммарная радиация? (Тепло и свет, которые достигают поверхности Земли.)
— На какие виды делится суммарная радиация? (Прямую и рассеянную.)
— Какой вид радиации преобладает в пасмурный день? (Рассеянная радиация.)
— Можно ли загореть в пасмурный летний день? (Можно, т. к. рассеянная радиация доходит до поверхности Земли.)
— Почему на одинаковой географической широте зимой температура воздуха разная? (Кроме угла падения солнечных лучей влияет также подстилающая поверхность, состояние атмосферы (облачность), циркуляция атмосферы.)
— Как влияет характер подстилающей поверхности на величину отраженной радиации? (Чем темнее подстилающая поверхность, тем меньше величина отраженной радиации.)
— Что такое радиационный баланс? (Разница между величиной суммарной радиации и суммой отраженной радиации и теплового излучения.)
Годовая инсоляция одного квадратного метра
горизонтальной площадки в разных городах России
в мегаваттах.
Новосибирск 1.14 /мегаватта/
Петербург 0.93 /мегаватта/
Екатеринбург 1.1 /мегаватта/
Омск 1.26 /мегаватта/
Ростов на Дону 1.29 /мегаватта/
Москва 1.01 /мегаватта/
Астрахань 1.38 /мегаватта/
Количество попадающего на освещаемую поверхность потенциально полезного солнечного излучения определяется понятием, именуемым инсоляцией. Солнечная инсоляция сильно изменяется от одной точки земной поверхности к другой. Степи Астрахани получают значительно больше света, чем Петрозаводск или Санкт-Петербург.
При нахождении величины инсоляции какого-либо района необходимо учитывать несколько факторов:
- влияние времени года, обуславливающее более низкую освещенность и долготу дня зимой;
- -характер местности, освещаемой солнцем (наличие загораживающих солнце деталей рельефа);
- -местные погодные условия (облачность, туман, дождь);
- -длительность солнечного облучения, т.к. солнечные лучи, падающие на освещаемую поверхность под очень малым углом, малопригодны для использования. Как говорится, "…и хотя закат может быть восхитительным, его лучи далеко не так энергичны, как хотелось бы " ;
На этой страничке приведена таблица характеристик солнечной радиации в основных районах России с градацией по месяцам года и ориентации световоспринимающей плоскости в пространстве.
Читайте также: