Солнечная радиация в екатеринбурге кратко
Обновлено: 04.07.2024
формируется;в)климатические показатели( средние температуры января и июля,суммарная солнечная радиация ,годовое кол-во осадков); г) коэффициент увлажнения;д)оценка климатических условий для жизни и деятельности человека.Помогите плз очень надо
Ответ или решение 1
а) Свердловская область находится в умеренном климатическом поясе.
б) на климат Свердловской области влияет её большая протяжённость более, чем на 600 км и разнообразие рельефа.
в) климатические показатели:
средняя температура января: -13,5°С
средняя температура июля: +20,9°С
суммарная солнечная радиация распределяется по территории в целом широтно, то есть зонально. На севере области суммарная радиация составляет 80, а на юге 95 ккал на 1 кв. см в год.
годовое количество осадков - около 500 мм
г) коэффициент увлажнения на большей части Свердловской области составляет 1,2-1,6.
д) для области характерны сильные суточные колебания температур: резкие похолодания летом и оттепели зимой. Это не очень благоприятно.
Радиация окружает нас повсюду. Она содержится во многих природных материалах — в земле, каменных породах, воде, воздухе и солнечном излучении. Чтобы проверить, каков радиационный фон в Екатеринбурге, мы вместе с уральским популяризатором науки, физиком-ядерщиком Дмитрием Горчаковым, а также с магистрантом физико-технологического института УрФУ Романом Галимьяновым прогулялись по уральской столице. На вооружении у нас оказался спектрометр — прибор, который определяет дозу радиации и вещества, которые являются ее источником.
В поисках нормы
Мы решили узнать, какова радиация в центре Екатеринбурга, и стартовали у Театра драмы.
— Прибор измеряет мощность суммарного излучения, источником которого является и космическое излучение, и радионуклиды в окружающей среде — в почве, строительных материалах. При этом по энергии гамма-излучения прибор может определить радиоактивный элемент, который является его источником, — добавил Дмитрий.
В рюкзаке у Романа находятся датчики, которые измеряют гамма- и нейтронное излучение и выводят показания на дисплей спектрометра. Прибор показывает сумму сразу всех источников радиации вокруг места измерения. Обычные показатели гамма-излучения в городе, которые можно принять за норму, — 0,07–0,10 микрозиверта в час.
Высокочувствительные детекторы прибора размещены в рюкзаке
Фото: Дарья Веселкина
Иногда люди покупают бытовой дозиметр радиации и начинают паниковать, когда видят, что ее уровень в некоторых местах больше нормы в несколько раз. Но в наших домах и еде тоже содержится радиация.
— Чаще всего ничего опасного в этом нет, и этому есть банальное объяснение. В разных местах и материалах может содержаться разное количество природных радионуклидов, то есть радиоактивных атомов, являющихся источниками излучения. Так что повышенная мощность дозы — это необязательно результат какой-то аварии или выброса атомной станции, — объяснил Дмитрий.
Удобрения для растений, содержащие калий, гранитная крошка с содержанием урана, радия или тория и многие другие объекты могут давать более высокие уровни излучения. Содержание этих веществ в используемых человеком природных материалах регулируется и контролируется. Например, в НРБ-99/2009 (нормы радиационной безопасности) и других документах прописано, сколько природных и техногенных радиоактивных веществ может содержаться в материалах для строительства дорог и домов.
Чернобыльский цезий в лужах Екатеринбурга
Калий, радий и некоторые другие вещества — это природные источники радиации. В результате деятельности человека, на ядерных объектах и в промышленности могут использоваться и появляться техногенные радиоактивные вещества.
— Если мы увидим на приборе цезий-137, это будет значить, что он откуда-то прилетел. Из Чернобыля например, потому что его нет в природе. Исследователи из Института промышленной экологии однажды искали в городской почве следы чернобыльских выпадений. С достаточно чувствительными приборами их можно обнаружить в отложениях в городских лужах, но их концентрация, конечно, совсем не опасна, — рассказал Дмитрий.
По словам исследователей, радиация, хоть от природных, хоть от техногенных источников, становится опасной лишь тогда, когда человек получает от нее дозу выше определенных значений. Человек всю жизнь живет в условиях облучения природными источниками, уровень которых в разы меняется от места к месту. Процентов на 80 облучение человека вызвано именно природной радиацией, основной источник которой — газ радон. А главным искусственным источником облучения являются медицинские процедуры, например рентген. Если человек разово подвергается воздействию чуть более высоких доз радиации или ненадолго окажется в местах с более высоким излучением, то на него это не окажет практически никакого влияния. Важно, какую дозу он получит за это время.
В граните, из которого сделан фонтан на площади у Театра драмы, прибор Дмитрия и Романа идентифицировал радиоактивный изотоп калий-40. Мощность дозы радиации в этом месте в 4–5 раз выше обычной, но даже такие дозы безопасны для человека.
В повседневной жизни мы воспринимаем климат через погоду. Нам запоминаются яркие, теплые и солнечные весенние майские дни. Летние грозовые ливни, сменяющиеся обжигающими лучами солнца. Осенние долгие, моросящие неделями, дожди. Январские обжигающие морозы и снежные оттепели. И вновь долгожданное весеннее тепло, вдруг меняющееся снежными метелями в мае и в июне! Все это — погода!
Вспомним, что же такое климат? Это многолетний режим погоды в конкретной местности, т.е. закономерная повторяемость определенных типов погоды, которая характеризуется рядом средних многолетних климатических показателей. Основные из них: количество поступающей солнечной радиации, радиационный баланс, температура воздуха (в январе, в июле, годовая и пр.), количество осадков (годовое, за теплый сезон, за холодный сезон), испаряемость, коэффициент увлажнения и другие.
На формирование климата и погоды оказывают влияние климатообразующие факторы.
Это нужно вспомнить
1. Какие факторы влияют на формирование климата территории?
2. Почему одним из важнейших факторов формирования климата является радиационный баланс? Что он выражает?
3. Почему показатели годового радиационного баланса меньше суммарной радиации на тех же широтах?
4. Вспомните, какими свойствами обладают различные типы воздушных масс? Какое влияние они оказывают на климат?
5. Какие процессы развиваются в зонах атмосферных фронтов? Что такое полярный фронт?
6. Почему циклоны на Урал приходят с запада? Какая погода связана с ними?
7. Какое влияние на климат оказывает Сибирский антициклон?
8. Проанализируйте логическую опорную схему раздела и, используя знания о климате России, попытайтесь раскрыть влияние на климат области факторов, показанных на схеме.
КЛИМАТООБРАЗУЮЩИЕ ФАКТОРЫ
Климат Свердловской области, как и любой другой территории, формируется под действием трех основных климатообразующих факторов: солнечной ра диации, циркуляции воздушных масс и влияния подстилающей поверх ности.
Солнечная радиация. Свердловская область расположена в умеренных широтах между 56° и 62° с.ш. Как вы знаете, суммарная солнечная радиация (прямая и рассеянная) распределяется по территории в целом широтно, т. е. зонально. На севере области суммарная радиация составляет 80, а на юге 95 ккал на 1 кв. см в год. На севере области различия в количестве солнечной радиации по сезонам года более резки. Летние длинные дни (период белых ночей) способствуют ее увеличению, а зимой она резко сокращается. Ø Именно поэтому летние различия в количестве поступающей солнечной радиации и в температурном режиме севера и юга области меньше чем зимние.
Часть суммарной радиации отражается от земной поверхности, а осталь ная радиация поглощается и расходуется на нагрев. Потери радиации в результате отражения зависят от характера подстилающей поверхности. Как известно, снежный покров отражает до 80% суммарной радиации, лес — около 20%, распаханный чернозем еще меньше — лишь 10—15%.
Но ведь наши Ивдель, Североуральск, Карпинск, Краснотурьинск находятся на широтах белых ночей.
В Ивделе, в январе день короче, чем в Екатеринбурге примерно на 40 минут. Летом же, в июне-июле, день длиннее примерно на 60-80 минут.
В конце темы вы сможете выполнить творческое задание по определению времени восхода и захода солнца для любой точки Свердловской области.
Важнейшим радиационным фактором является радиационный баланс (раз ность между суммарной радиацией и ее потерями на отражение и тепловое излучение). Радиационный баланс характеризует ту часть солнечной радиа ции, которая составляет источник энергии основных климатических и других природных процессов: от радиационного баланса зависят распределение температур в почвогрунтах и в приземном слое воздуха, испарение, тая ние снега и др.
В нашей области годовой радиационный баланс положителен и составляет на севере области 27, а на юге 32 ккал на 1 кв. см (около 33% суммарной радиации). В период с ноября по март радиационный баланс отрицателен в связи с сокращением притока солнечной радиации и увеличением ее отражения снегом. Уменьшается он и в горах — на Северном Урале до 22, а на Среднем Урале до 31 ккал на 1 кв. см.
С изменением радиационного баланса связан термический режим. На температуру воздуха так же оказывают влияние воздушные массы, прино сящие тепло или холод, рельеф, особенности под стилающей поверхности.
Циркуляция воздушных масс. В умеренных широтах господствует западный перенос воздуш ных масс, с которым связано развитие циклони ческой деятельности. Воздушные массы Атлантики приносят на территорию Свердловской области осадки. Зимой они вызывают потепление, а летом формируют прохладную погоду.
В процессе взаимодействия морского уме ренного воздуха и арктического в зоне раздела двух воздушных масс (в зоне атмосферного фронта) воз никают крупные атмосферные вихри — циклоны и антициклоны. При их прохождении над территорией области наблюдается смена погоды, иногда очень резкая. Ø 1
Ø1 Редкий случай резкой смены погоды от оттепели до сильных морозов произошел в Свердловской области в январе 1971 г .
В 5 часов утра 12 января область находи лась в теплом секторе исклю чительно глубокого обшир ного циклона с угрожающей близостью надвигающегося с севера холодного арктичес кого фронта.
Температура воздуха по всей области была близкой к 0° С. Раздво ение циклона над Уральски ми горами ночью 13 января, ускорило вторжение аркти ческого воздуха в тыл ново го центра, быстро отходяще го к югу. К 5 часам утра 13 января по всей области по холодало до -20°. -25° С.
Длительное воздействие цикло на вызывает влажную пасмурную погоду с осадка ми, а длительное воздействие антициклонов опре деляет погоду без осадков, морозную зимой и жар кую летом.
Второй составляющей циркуляции воздушных масс над территорией области является их мериди ональный перенос, связанный с поступлением арк тического воздуха с севера на равнины Западной Сибири и Урал или тропического воздуха из Сред ней Азии. Приход арктических воздушных масс вызывает похолодание, а тропические воздушные массы приносят жаркую погоду весной и летом.
Наконец, территория области открыта для притока воздушных масс из области Сибир ского антициклона, который зимой охватывает южные районы Сибири и обусловливает формирование крайне морозной погоды с наиболее низкими температурами воздуха.
Влияние подстилающей поверхности. Ураль ский хребет, несмотря на сравнительно небольшие высоты, служит преградой (барьером) на пути пре обладающего западного переноса воздушных масс. Под влиянием гор меняется направление перемещения циклонов и антициклонов, замедляется их движение. Эти процессы и особенности рельефа делают регион открытым для вторжения арктического воздуха и для проникновения с юга теплых воздушных масс среднеазиатских пустынь. Этим объясняется периодическое формирование характерных погодных аномалий: сурово-морозной или необычайно теплой погоды зимой, жаркой или холодной ненастной погоды летом, весенних возвратов холодов и ранних заморозков в конце лета. Ø 2
Ø2 Самой холодной и про должительной зимой в Свердловской области за период с 1831 по 2005 г . была зима 1968/69 г. Сред няя суточная температура опустилась тогда ниже 0°С с 18 октября и лишь в середине апреля она приняла снова положительное значе ние. Уже в первой полови не декабря морозы достигли -45. -50°С, а в горных райо нах они были еще сильнее. С 16 по 26 января наблю дался самый холодный за ту зиму период со среднесу точной температурой возду ха —31,2°С. Средняя температур воздуха за зимние меся цы составила 20,4°С, что на 6,4 градуса ниже нормы.
Такая же рекордная по сурово сти зима была зафиксирова на на сто лет раньше — в 1870/71 г.
Исключительно теплой в области была зима 1977/78 г. Она продолжалась с 15 октября по 16 марта. Только в отдельные дни средняя суточная температу ра опускалась ниже -20°С.
Даже в новогодние дни дневные температуры были выше нуля градусов.
Са мая теплая зима в области была на рубеже 1982/83 г. В Екатеринбурге средняя темпе ратура воздуха составила -8,2°С, что теплее обычного почти на 6 градусов.
Барьерное влияние Уральских гор обусловливает определенные климатические различия за падного и восточного макросклонов Ура ла. Горы делают эти различия более заметными и резкими. Меняется режим и количество осадков: на западном макросклоне в год их выпадает боль ше на 100—200 мм.
В восточных предгорьях и в западносибирской части области выше летние и ниже зимние температуры. Не случайно западную и восточную части области относят к разным климатическим секторам: переходному и континен тальному. Границу между ними проводят по восточной подошве горной полосы Урала. Конечно, секторная граница достаточно условна, ведь смена климатических показателей происходит не резко, а более или менее постепенно. Но поскольку различие климатичес ких условий реально существует, данная грани ца фиксирует их смену.
ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ТЕМПЕРАТУР ВОЗДУХА И ОСАДКОВ
Распределение температур воздуха зависит от солнечной радиации, циркуляции атмосферы, рельефа и сильно меняется по сезонам года.
Анализ хода изотерм января показывает, что на формирование зимних температур основное влияние оказывает частое поступление воздушных масс с запада. Наблюдается понижение температуры к во стоку, северо-востоку от -16° до -18°-19°С. Изо термы -16° и -17°С проходят меридионально . Лишь на севере области изотерма -19°С приближается к субширотному прости ранию.
Июльские изотермы на равнинах Западной Си бири направлены субширотно. На летний темпера турный режим определяющее влияние оказывает солнечная радиация. Самые высокие температуры на юго-востоке области — +18°С, на севере — +17°С.
П о восточным и западным предгорьям Урала и зотерма +17°С опускается к южным границам об ласти. Это означает, что на распределение летних температур оказывает влияние рельеф. В горах происходит понижение температуры с высотой. В среднегорьях на вершинах Северного Урала июльские температуры понижаются до +10°+12°С. Зимой в межгорных котловинах может застаиваться холодный воздух, что приводит к температурным инверсиям: на дне котловин температура воздуха ниже, чем на склонах гор. ? 1
?1 ЗАДАНИЕ
По климатическим кар там в краеведческом атласе и в учебнике проследите се зонные изменения в распре делении температур по территории области.
Распределение осадков. Его определяют цир куляция воздушных масс, рельеф, температура воз духа. Основную часть осадков приносят циклоны с западным переносом воздушных масс. В горах Северного Урала годовая сумма осадков составляет 800—900 мм, а на Среднем Урале и в западных пред горьях — 550—650 мм. Восточные предгорья получают осадков меньше — около 500 мм в год, равни ны востока области — около 400 мм. Как видно, Ураль ские горы, даже низкогорья Среднего Урала, вы полняют барьерную роль, задерживая большую часть осадков на своих склонах. Кроме того, восточная часть области испытывает более частое воздействие от носительно сухих воздушных масс: арктического воз духа, континентального воздуха Сибири, тропичес кого воздуха Средней Азии.
Максимум осадков на территории области при ходится на теплый сезон, в течение которого вы падает около 60—70% их годовой суммы. В зимний период образуется снежный покров, мощность ко торого на юго-востоке наименьшая — 45—50 см. В западных предгорьях, на Среднем Урале она увеличивается до 70 см. Примерно такая же мощность снежного покрова на равнинах севера области. А наибольшей величины она достигает в среднегорьях Северного Урала — 90 см и более. ? 2
?2 ЗАДАНИЕ
По климатическим кар там проследите распределе ние осадков по территории области.
Продолжительность залегания снежного покрова составляет от 150—160 дней на юго-востоке облас ти (здесь он стаивает в середине апреля) до 170— 180 на севере и до 180—190 дней в горах Северного Урала. На вершинах и склонах горных хребтов пятна снега (снежники) в отдельные годы могут сохраняться в тече ние всего лета. ? 3
?3 ЗАДАНИЕ
По климатическим кар там и климаграммам в кра еведческом атласе и в учеб нике установите даты наступления за морозков и продолжитель ность безморозного периода для Екатеринбурга.
Обеспеченность территории влагой зависит не только от количества осадков, ведь часть из них испаряется. Отношение годовой суммы осадков к величине испаряемости за этот же период называется коэффициентом увлажнения: К = О/И. Этот показатель характеризует обеспеченность территории влагой. Коэффициент увлажнения на большей части территории Свердловской области равен 1,2—1,6. В горной полосе Северного Урала он еще выше. Климат большей части области избыточно влажный.
| На юго-востоке увлажнение становится неустойчивым и недостаточным. Коэффициент увлаж нения изменяется от 1,0 до 0,9—0,8. Иногда случа ются засухи. Также недостаточное увлажнение характерно для Уфимско-Сылвенской ранины на юго-западе области. Она находится в барьерной тени от Уфимского плато и получает несколько меньше влаги, чем соседние районы. |
Свердловский ЦГМС-Р обеспечивает функционирование и развитие государственной системы наблюдений за гидрометеорологическими процессами (погода, водный режим, агроклиматческие условия).
Обеспечивает мониторинг загрязнения окружающей среды, а также сбор, обработку, учет хранение и распространение информации о состоянии окружающей среды на территории Свердловской области.
Для достижения перечисленных целей Свердловский ЦГМС-Р проводит регулярные наблюдения за состоянием окружающей среды, ее загрязнением, возникновением опасных природных явлений, их развитием, зоной распространения.
В современный период в наблюдениях используются новые технологии, дистанционное зондирование, компьютерная техника.
КЛИМАТИЧЕСКИЕ РАЙОНЫ
Для климата Свердловской области характерны внутренние различия, обусловленные увеличением континентальности климата к востоку, а также зональными и высотно-поясными его изме нениями. Климатические различия на территории области проявляются прежде всего в особеннос тях годового хода температур, в изменении их го довой амплитуды, в количестве осадков и в ув лажнении.
Внутри области можно выделить 4 кли матических района. Границы этих районов связаны с секторной границей, которую проводят, как отмечено выше, по восточной подошве горной полосы Урала. Эта граница отделяет переходный сектор с умеренно-континентальным климатом в области атлантического влияния от восточного континентального сектора. Внутри переходного сектора можно выделить юго- западный лесной район равнин и предгорий ( I ) и горный район Северного и Среднего Урала ( II ) .
В пределах континентального сектора зональные различия заметны на равнинах западно-сибирской части области, где юго-восток характеризуется самыми высокими летними температурами, наименьшим количеством осадков и недостаточным увлажнением. Для большей части равнин на севере и северо-востоке области характерно избыточное увлажнение и снижение летних температур в сравнении с юго-востоком. Таким образом, в континентальном секторе выделяются д ва предгорно-равнинных района — северо-восточный лесной ( III ) и юго-восточный лесо степной ( IV ) . Границу между ними можно провести через Сысерть, Ирбит, Туринскую Слободу. ? 4
?4 ЗАДАНИЕ
По климатическим кар там определите основные климатические характерис тики названных районов и выявите их главные разли чия.
Екатеринбург, являясь среднеуральским регионом, имеет средний уровень солнечного воздействия и умеренное солнечное сияние. Поэтому Свердловскую область можно рассматривать как регион, где использование солнечных панелей целесообразно, если учитывать годовое изменение угла наклона.
- Регион: Екатеринбург, Свердловская область
- Координаты: 56.838011, 60.597465
- Солнечное сияние: 1700-2000 час/год
- Среднегодовая инсоляция: 3,45 кВт*ч/м 2
- Средний уровень наклона: 47,3°
- Эффективность солнечных панелей: Средняя
Инсоляция — это количество солнечного излучения, которое попадает в конкретную область Земли.
Нормы инсоляции в Екатеринбурге
В течение года Солнце по-разному освещает поверхность Земли, следовательно и инсоляция в Екатеринбурге в зависимости от сезона имеет различные показатели. А для более эффективной выработки энергии угол наклона солнечных панелей рекомендуется менять с учётом годового изменения положения Солнца.
Читайте также: