Сонячна радіація

Самої близькою до Землі зіркою, як відомо, є Сонце. Випромінює воно електромагнітні хвилі, мають різну довжину. Так, одні представлені у вигляді світла, інші - у вигляді інфрачервоних променів, приносять тепло, треті - це ціла група невидимих для людського погляду променів (радіохвиль, ультрафіолетових, рентгенівських).

Радіохвилі з коротким діапазоном і видиме світло найкраще проходять крізь атмосферу Землі. Гамма-промені, ультрафіолетові і рентгенівські поглинаються повітряної оболонкою. На кордоні атмосфери Землі інтенсивність випромінювання Сонця є величиною постійною і становить 1,35 кВт / м2.

Сонце є єдиним природним джерелом світла і тепла на планеті. Розсіяне і пряме випромінювання - основні види сонячної радіації. Промені, що проходять через існуючі шари атмосфери, незначною мірою нагрівають їх. Досягає поверхні Землі сонячна радіація, не розсіюється і не поглинається в повітряній оболонці, називається прямою. Інтенсивність цього випромінювання на території залежить від географічної широти місцевості: до полюсів від земного екватора потік зменшується, інтенсивність знижується, особливо при збільшенні хмарності і зниженні прозорості в атмосфері.

У зв'язку з тим, що в повітрі містяться дрібні пилуваті частинки, крапельки води, частинки солей, кристали, окремі промені, що надходять від світила, наштовхуючись на ці перешкоди, розсіюються. Така сонячна радіація носить назву розсіяною. У неї перетворюється близько 25% від усього потоку поглинених променів. У безхмарний день розсіяне випромінювання становить 0,07 кВт / м2, у хмарну, похмуру погоду - 0,5 кВт / м2. Зі зменшенням висоти сонцестояння, збільшенням хмарності, зниженням прозорості атмосфери збільшується частка цієї радіації. Як показують дослідження, в низьких широтах частка розсіяного випромінювання істотно нижче, ніж в помірних і високих широтах. Навколишній природне освітлення в похмурий день повністю забезпечується цими променями.

Сумарна сонячна радіація складається з усього розсіяного і прямого випромінювання, яке сягнуло Землі. Кількість її залежить від різних факторів, у тому числі від тривалості дня, прозорості кута падіння променів і хмарності в атмосфері. Так, в тропічних широтах річні показники загального випромінювання становлять близько 200 ккал / см2, в полярній же зоні - близько 50 ккал / см2.

У незначному обсязі сонячна радіація поглинається домішками і молекулами газів атмосфери. При цьому потрапляє на Землю випромінювання поглинається частково поверхнею планети, частково відбивається, ідучи в атмосферу назад.

Існує величина, що характеризує відношення відбитого випромінювання до падаючого на поверхню Землі - альбедо. Виражається цей показник у відсотках. Слід зазначити, що величина альбедо охоплює досить широкий діапазон і залежить від території. Так, для степи і ліси цей показник складає близько 13%, а на свіжому сніговому покриві зростає до 90%. Відзначається істотна залежність альбедо поверхні води від кута падіння променів. При прямої сонячної радіації і великій висоті стояння Сонця значення цього показника - близько 3-4%, при низькому стоянні - практично 100%. Для розсіяного випромінювання альбедо становить близько 8-10%. При цьому практично відсутня залежність від висоти сонцестояння.

Як відомо, світло Сонця є джерелом на Землі життя, надаючи безпосередній вплив на людський організм, тепловий стан, обмінні процеси, функціональну активність систем і органів та інше.

Від висоти сонцестояння залежить і інтенсивність досягає поверхні ультрафіолетового випромінювання. При висоті стояння Сонця менше 25%, УФ радіація, найбільш біологічно активна, Землі не досягає.