Solar, földi és légköri sugárzás

Hőforrás. Az életben, a hangulat elengedhetetlen a hőenergiát. A legfontosabb forrása ez az energia a napot. Ami a hősugárzás a Hold, a bolygók és a csillagok, ez olyan kicsi, hogy szinte lehetetlen, hogy vegye figyelembe a Földön. Lényegesen több hőenergiát lehetővé teszi a belső hőt a Földön. A számítástechnikai geofizikusok, állandó áramlásának hőt a Föld növeli a hőmérsékletet a földfelszín 0 °, 1. De ez a beáramló hő még olyan kicsi, hogy vegye figyelembe, mivel nincs szükség. Így az egyetlen forrása a hőenergia csak akkor tekinthető nap a Föld felszínét.

Napsugárzás. A Sun, amelynek fotoszférája (sugárzó felület) hőmérséklete körülbelül 6000 °, sugároznak energiát a térben minden irányban. Ennek egy része az energia formájában egy hatalmas párhuzamos sugár napfény esik a Földön. A napenergia, ami elérte a Föld felszínén formájában közvetlen napsugarak, az úgynevezett közvetlen napsugárzás. De nem minden a napsugárzást arra irányul, hogy a föld, eléri a Föld felszínét, hiszen napsugarakat áthaladó vastag a légkör, ez részben felszívódnak, részben szórják molekulák és lebegő részecskék a levegő, néhány a visszavert felhők. Ez része a napenergia, amely szétszóródik a légkörben, az úgynevezett szórt sugárzás. Törött napsugárzás terjed a légkörben, és belép a föld felszínét. Van ez a fajta sugárzás tartják egységes nappal, amikor a Nap által teljesen lefedett felhők, vagy csak eltűnt a horizont mögött.

Közvetlen és diffúz napsugárzás éri el a Föld felszínét nem teljesen felszívódik azt. Egy része a napsugárzás visszaverődik a földfelszín vissza a légkörbe, és az ott tárolt áramként sugarak, úgynevezett napsugárzás tükröződik.

Összetétele a napsugárzás nagyon nehéz, mivel a magas hőmérséklet a sugárzó felület a nap. Hagyományosan, a hullámhossz spektrumának a napsugárzás három részre osztható: az ultraibolya (# 951;<0,4<μ видимую глазом ( η от 0,4μ до 0,76μ) и инфракрасную часть (η>0,76 # 956;). Szintén a hőmérséklet a napenergia fotoszféra, az összetétele a napsugárzással a Föld felszínét még mindig hatással a abszorpciót és a szórást része napsugarakat, amint áthaladnak egy levegő földön hüvely. Ebben a tekintetben, az összetétele a napsugárzás a tetején a légkör és a föld felszínén egyenetlen lesz. Az elméleti számítások és megfigyelések, megállapítottuk, hogy a határ a légkör ultraibolya sugárzásnak 5% -át, a látható sugarak - 52% és az infravörös - 43%. A Föld felszínén (a nap magasságban 40 °) az ultraibolya sugarak tartalmazhat csupán 1%, látható - 40%, és az infravörös - 59%.

A napsugárzás intenzitása. Az intenzitás a közvetlen napsugárzás a hő mennyisége kalóriát előállított 1 perc. sugárzó energiát a nap felszínén 1 cm 2 merőleges a napsugarak.

Intenzitásának mérés közvetlen napsugárzás alkalmazandó speciális eszközöket - aktinométer és pyrheliometers; nagysága a szórt sugárzás meghatározott pyranometer. Automatikus regisztráció a fellépés időtartama napsugárzás termelt actinograph és heliográf. A spektrális intenzitását napsugárzás meghatározott spektrobolografom.

A határ a légkörbe, ahol lehetséges, hogy abszorbeálják és eloszlatni hatása levegőt a föld hüvely, az intenzitás a közvetlen napsugárzás mintegy 2 cal per 1 cm 2 a felület 1 perc. Ez az érték az úgynevezett szoláris állandó. A napsugárzás intenzitása a a 2 cal per 1 cm 2 1 perc alatt. ad nagy mennyiségű hőt az év folyamán, nem lenne elég, hogy olvad a jég réteg vastagsága 35 m, ha az ilyen réteg fedi az egész Föld felszínét.

Számos mérést a napsugárzás intenzitását arra utalnak, hogy a napenergia mennyisége, ami a felső határa a Föld légkörében, ingadozik ütemben több százalékot. Ingadozások időszakos és nem csatlakoztatott, úgy tűnik, a lezajló folyamatok az a nap.

napsugárzás intenzitása ingadozás emiatt nagyon kicsi és lehet csak elméleti érdeklődés. (Az energia mennyisége a maximális távolság képezi az energia mennyisége minimális távolságban, mint 100. 107 t. E. A különbség teljesen elhanyagolható.)

ha a szám a kapott sugárzás egyenlítője vett 1, majd 60 percig párhuzamosan van kifejezve 0,5 és a pólus egyenlő 0.

Globe van továbbá egy napi és évi mozgása, a Föld tengely dőlési pályasíkon 66 °, 5. Ennek értelmében közötti emelkedési az egyenlítői sík és a keringési síkja 23 szöget zár 30 ° F. Ez a tény vezet az a tény, hogy a beesési szög a napfény az azonos szélességi között változik 47 ° (23,5 + 23,5) .

A Föld felszínén hiányában a légkör különböző szélességi naponta kapott volna, a következő mennyiségű hőt, kifejezett kalóriát 1 cm 2 (lásd. Az alábbi táblázat a p. 92).

Táblázatban közölt sugáreloszlása ​​felülete fölött a föld nevezzük szoláris éghajlat. Megismételjük, hogy ez a sugárzás eloszlását vagyunk csak a felső határ a hangulatot.

A csillapítás napsugárzás a légkör. Eddig már beszéltünk a forgalmazás feltételrendszerét napenergia a föld felszínén, nem vette figyelembe a légkörbe. Közben a hangulat ebben az esetben is nagy jelentősége van. A napsugárzás áthalad a légkörön, a tapasztalás disszipáció és felszívódását. Mindkét folyamat együttesen gyengítik a napsugárzás nagy mértékben.

Napsugarak áthaladó hangulat, elsősorban tapasztalja szórási (diffúzió). Diszperziós jön létre úgy, hogy a fénysugarak megtört és visszavert a levegő molekulák és részecskék szilárd anyagok és folyadékok a levegőben eltérülnek az egyenes irányú valóban „diszpergált”.

Diszperziós gyengíti a napsugárzás. Ha ez az összeg a vízgőz és a por részecskék különösen növeli disszipáció és a sugárzás legyengített. A nagyvárosokban és sivatagi területeken, ahol a legnagyobb a levegő por, szórás gyengíti a hatását a sugárzás 30-45%. Mivel a kapott diszperzió a fény, amely megvilágítja a tárgyakat, még ha közvetlenül a nap sugarai nem esnek. Diszperziós okok és a legjobb az ég színe.

Nézzük, hogy az a légkör, hogy felszívja sugárzó energiát a nap. Alapvető gázokat tartalmazza a légkör összetételét, hogy felszívja a sugárzó energia viszonylag nagyon kicsi. Szennyeződések ugyanazon (vízgőz, ózon, szén-dioxid és a por), éppen ellenkezőleg, azzal jellemezve, hogy a nagy abszorbens kapacitása.

A troposzférában a legjelentősebb szennyező fel vízgőz. Ezek infravörös (hosszú hullámhosszú) különösen erősen elnyeli, t. E. Előnyösen hősugarakkal. Minél több vízgőz a légkörben, és a természetben nagyobb. felszívódását. A vízgőz mennyiségét a légkörben van kitéve nagy eltérések. In vivo változik 0,01-4% (térfogat).

Nagyon magas abszorpciós kapacitás eltér az ózon. Jelentős keveredés ózon, mint már említettük, található az alsó sztratoszféra (fent tropopauza). A ózon elnyeli az ultraibolya (rövid hullámhosszú) sugarak szinte teljesen.

Nagy abszorpciós kapacitása is különbözik, és a szén-dioxid. Ez elnyeli elsősorban hosszúhullámú, t. E. Előnyösen hősugarakkal.

A levegőben lévő por is elnyeli a napsugárzást. Fűtése napsugárzás, akkor jelentősen növeli a levegő hőmérsékletét.

A teljes összeg a napenergia érkezik a Föld légkörének elnyeli mintegy 15%.

A csillapítás a napsugárzás által szórási és az elnyelési a légkör különböző szélességeken a Föld nagyon különböző. Ez a különbség elsősorban attól függ, hogy a beesési szög. Amikor a zenit helyzetben Nap sugarai függőlegesen eső metszik a legrövidebb utat hangulatot. A csökkentés a beesési szög az út a sugarak meghosszabbították, és a gyengülő napsugárzás egyre jelentősebb lesz. Az utóbbi világosan látható a rajzon (ábra. 31), és a mellékelt táblázatban (asztal érték napenergia sugármenetű amikor a nap csúcspontját helyzet kerül, mint egy egység).

Attól függően, hogy a beesési szög megváltozik, nemcsak a nyalábok száma, hanem azok minőségét. Egy olyan időszakban, amikor a nap a zeniten (overhead) az ultraibolya sugarak 4%

látható - IR 44% - 52%. Ha a helyzet a Nap a horizont ultraibolya sugárzás egyáltalán nem, 28% -a látható és az infravörös 72%.

Azonban meg kell jegyezni, hogy a hőt elnyeli a felhők egy része megy a fűtés a légkör, részben közvetve, és eléri a Föld felszínét.

Napi és éves során intenzitása a napenergia-sugárzás. Az intenzitás a közvetlen napsugárzással a földfelszín magasságától függ a nap a horizont fölött és légköri viszonyok (annak portartalom). Ha. átláthatóságát a légkör a nap folyamán egy állandó, a napsugárzás maximális intenzitás megfigyelhető lesz délben, és a minimális - napkeltekor és napnyugtakor. Ebben az esetben, a menetrend a napi napsugárzás intenzitása szimmetrikus lenne képest egy fél nap.

Az összeg a napsugárzás hő. A Föld felszínén a nap folyamán folyamatosan kapja a hőt a közvetlen és szórt napsugárzás, vagy csak szórt sugárzást (felhős időben). Határozzuk meg a napi hőmennyiség alapú actinometric megfigyelések: könyvelési összeg a közvetlen és szórt sugárzás érkezett a Föld felszínét. Meghatározása után a hőmennyiség minden nap, és kiszámítja a hőmennyiség érkezett a Föld felszínén az elmúlt hónapban vagy évben.

A napi hőmennyiség által kapott a föld felszínét napsugárzástól függ a sugárzás intenzitása és időtartama a kereset a nap folyamán. Ebben a tekintetben a minimális hőáram szükséges a tél, és a maximális a nyáron. A földrajzi megoszlása ​​a teljes sugárzás az egész világon megfigyelhető a növekedés csökkenő mozgásteret. Ezt az álláspontot támasztja alá a következő táblázat.

A szerepe a közvetlen és szórt sugárzás az éves hőmennyiséget kapott a földfelszín különböző földrajzi szélességeken világon változik. Magas szélességeken éves hőmennyiség érvényesül szórt sugárzás. Csökkenő szélesség elsődleges jelentőséggel bír továbblép a közvetlen napsugárzást. Például az öbölben Silent diffúz napsugárzás ad 70% -a az éves hőmennyiség és a közvetlen sugárzás csak 30%. Taskentben, éppen ellenkezőleg, ez ad a közvetlen napsugárzás 70%, csak 30% Broken.

A fényvisszaverő képes a Föld. Albedó. Mint már említettük, a Föld felszínén elnyeli csak egy része a napenergia szolgáltatott azt a formáját a közvetlen és szórt sugárzás. Egy másik része visszaverődik a légkörbe. Az arány a napsugárzás által visszavert ez a felület, hogy a nagysága a sugárzó energia fluxus esemény ezen a felületen az úgynevezett fehér héjból áll. Albedó fejezzük és ez jellemzi a fényvisszaverő a felületi részt.

Albedó természetétől függ a felület (a tulajdonságai, a talaj, a jelenléte a hó, a növényzet, a víz és hasonlók. D.) nagyságát és a szög a napsugarak esik a Föld felszínén. Például, ha a sugarak beeső a földfelszín szögben 45 °, akkor:

Ezek a példák azt mutatják, hogy a fényvisszaverő a tárgyak különböző változik. Ő át a havat, és ritkábban a vízben. Példák azonban tettünk azokra az esetekre, amikor a magassága a Nap a horizont felett 45 ° C. Amikor szög csökkentése a reflexiós növekszik. Például, poi Sun magasságban 90 ° -os víz tükrözi, csak 2%, 50 ° - 4% 20 ° -12% 5 ° - 35-70% (attól függően, hogy a víz felszínén Államok).

Átlagban a felhőtlen égen a földgolyó tükrözik 8% a napsugárzás. Ezen kívül 9% tükrözi a hangulatot. Így az egész világon egy felhőtlen ég tükröz 17% ráeső sugárzó napenergia. Ha az ég borított felhők, majd 78% -a sugárzás visszaverődik őket. Ha vesszük a természetes körülmények között, felismerve a kapcsolat a felhőtlen égen, és az ég borított felhők, ami megfigyelhető a valóságban, a fényvisszaverő a Föld egészének egyenlő 43%.

A szárazföldi és légköri sugárzás. Plot hozam napenergia melegítjük, és maga válik egy hőforrást sugárzás űrbe. Azonban, a sugarak által kibocsátott a Föld felszínét, drámaian eltér a napfénytől. Föld bocsát ki csak a hosszú hullámú (# 955, 8-14 # 956; ) Láthatatlan infravörös (hő) sugárzás. A kibocsátott energia a Föld felszínét, az úgynevezett Föld sugárzási. Föld sugárzás jelentkezik. éjjel és nappal. A sugárzás intenzitása nagyobb, minél magasabb a hőmérséklet a sugárzó test. Földi sugárzás határozza ugyanabban az egységben, mint a nap, azaz. E. kalória 1 cm 2 a felület 1 perc. A megfigyelések azt mutatják, hogy az összeget a földfelszíni sugárzás alacsony. Ez általában eléri a 15-18 századdal kalóriát. De eljárva folyamatosan, ez adhat jelentős termikus hatása.

A legerősebb földfelszíni sugárzás kapunk felhőtlen ég, és egy jó átláthatóságát a légkörbe. Tiszta (különösen az alacsony felhők) nagymértékben csökkenti a földfelszíni sugárzás, és gyakran hozza nullára. Azt lehet mondani, hogy a hangulat a felhők egy jó „takaró”, amely megvédi a Földet a túlzott lehűlését. Alkatrészek atmoszférában, mint a föld felszínét részletekben energiát bocsátanak ki összhangban a hőmérsékleten. Ez az energia ismert légköri sugárzás. Az intenzitás a légköri sugárzás függ a hőmérséklet a sugárzó részét a légkör, valamint a vízgőz mennyiségét és szén-dioxid a levegőben lévő. Légköri sugárzás utal, hogy a hosszú távú társulat. Ez terjed a légkörben minden irányban; egy bizonyos mennyiségű eléri a Föld felszínét, és elnyelődik, akkor a másik része bemegy a bolygóközi térben.

A bevételek és kiadások a napenergia a Földön. A Föld felszínét, egyrészt kap napenergia formájában közvetlen és szórt sugárzás, és másrészt, veszít, hogy az energia formájában a Föld sugárzás. Ennek eredményeként az érkezését a nap és energiafogyasztását kapunk némi eredményt. Bizonyos esetekben ez az eredmény lehet pozitív, negatív a másik. Íme néhány példa mindkettő.

A példák többek között meg kell állapítani, hogy miért a mérsékelt szélességeken a téli hideg és a nyári melegben.

A napenergia sugárzás ipari és háztartási célra. Napsugárzás kimeríthetetlen természetes energiaforrás. Az érték a napenergia a világ látható ebben a példában: ha például hő felhasználása a napsugárzás, eső csak 1/10 a Szovjetunió Square, akkor kap egy energia egyenlő a munka 30 ezer DnieproGES ..

Az emberek már régóta akarta használni öncélú energiát a napsugárzás az igényeiknek. A mai napig, hogy létrehozott egy csomó különböző geliotehnicheskih működő készülékek használatára vonatkozó napsugárzás és az iparban használt, és hogy megfeleljen a lakossági igények kielégítésére. A déli Szovjetunióban az ipari és kommunális szolgáltatások alapján a széles körű használatát napsugárzás működik napenergiával működő vízmelegítők, kazánok, sótalanító sós vizet geliosushilki (szárítására gyümölcsök), konyha, fürdő, üvegházak, készülékek terápiás célokra. Széles körben használják az üdülőhelyek napsugárzás kezelésére és az egészségfejlesztés.