Umumiy radiatsiya - to'g'ridan-to'g'ri (gorizontal yuzada) va tarqoq nurlanish yig'indisi:
Umumiy nurlanishning tarkibi, ya'ni to'g'ridan-to'g'ri va diffuz nurlanish o'rtasidagi nisbat quyosh balandligi, atmosferaning shaffofligi va bulutliligiga qarab o'zgaradi.
1. Quyosh chiqishidan oldin umumiy radiatsiya butunlay, quyoshning past balandliklarida esa, asosan, tarqoq nurlanishdan iborat.
2. Atmosfera qanchalik shaffof bo'lsa, tarqoq nurlanishning umumiy miqdoridagi ulushi shunchalik kichik bo'ladi.
3. Bulutlar shakli, balandligi va soniga qarab, tarqoq nurlanish ulushi turli darajada ortadi. Quyosh zich bulutlar bilan qoplanganida, umumiy radiatsiya faqat tarqoq nurlanishdan iborat. Bunday bulutlar bilan diffuz nurlanish to'g'ri chiziqning kamayishini faqat qisman qoplaydi, shuning uchun bulutlar soni va zichligining oshishi, o'rtacha, umumiy radiatsiyaning kamayishi bilan birga keladi. Ammo kichik yoki yupqa bulut qoplami bilan, quyosh to'liq ochiq yoki bulutlar bilan qoplanmagan bo'lsa, tarqoq nurlanishning ko'payishi natijasida umumiy radiatsiya aniq osmonga qaraganda ko'proq bo'lishi mumkin,
Quyosh nurlanishining yer yuzasidan aks etishi
Har qanday sirtga keladigan umumiy nurlanish qisman u tomonidan so'riladi va qisman aks etadi. Berilgan sirt tomonidan aks ettirilgan quyosh radiatsiyasi miqdorining kiruvchi umumiy radiatsiyaga nisbati deyiladi. aks ettirish yoki albedo: A=R K /Q
qaerda Rk - aks ettirilgan nurlanish oqimi. Albedo odatda birlikning ulushi yoki foiz sifatida ifodalanadi.
Albedo yer yuzasi uning xossalari va holatiga bog'liq: rangi, namligi, pürüzlülüğü, o'simlik qoplamining mavjudligi va tabiati. Qorong'i va qo'pol tuproqlar engil va silliq tuproqlarga qaraganda kamroq aks etadi. Nam tuproqlar quruq tuproqlarga qaraganda kamroq aks etadi, chunki ular quyuqroq. Binobarin, tuproq namligining oshishi bilan u tomonidan so'rilgan umumiy radiatsiya ulushi ortadi. Bu, masalan, sug'oriladigan dalalarning issiqlik rejimiga katta ta'sir ko'rsatadi.
Yangi tushgan qor eng ko'p aks etadi. Ba'zi hollarda qor albedosi 87,% ga, Arktika va Antarktidada esa 98% ga etadi. Qadoqlangan, erigan va ko'proq ifloslangan qor kamroq aks etadi. Turli tuproq va o'simlik qoplamining albedosi nisbatan kam farq qiladi.
Tabiiy sirtlarning albedosi kun davomida biroz o'zgaradi, eng yuqori albedo ertalab va kechqurun kuzatiladi, kunduzi esa albedo biroz pasayadi. Bu umumiy nurlanishning spektral tarkibining quyosh balandligiga bog'liqligi va turli to'lqin uzunliklari uchun bir xil sirtning teng bo'lmagan aks ettirilishi bilan izohlanadi. Quyoshdan past balandlikda, umumiy radiatsiya tarkibida tarqalgan radiatsiya ulushi ortadi va ikkinchisi qo'pol sirtdan tekisdan ko'ra kuchliroq aks etadi.
Suv sathining albedosi quruqlik yuzasining albedosidan oʻrtacha kamroq. Bu quyosh nurlarining ular uchun shaffof bo'lgan suvning yuqori qatlamlariga tuproqqa qaraganda ancha chuqurroq kirib borishi bilan izohlanadi. Suvda ular tarqaladi va so'riladi. Shu munosabat bilan suvning albedosiga uning loyqalik darajasi ta'sir qiladi: ifloslangan va loyqa suv uchun albedo toza suvga nisbatan sezilarli darajada oshadi. Bulutlarning aks ettirish qobiliyati juda yuqori: o'rtacha ularning albedosi 80 ga yaqin %.
Sirtning albedosini va umumiy nurlanishni bilib, ma'lum bir sirt tomonidan yutilgan qisqa to'lqinli nurlanish miqdorini aniqlash mumkin. 1-A qiymati ma'lum bir sirt tomonidan qisqa to'lqinli nurlanishni yutish koeffitsientidir. Bu ma'lum bir sirtga keladigan umumiy nurlanishning qaysi qismi u tomonidan yutilganligini ko'rsatadi.
Er yuzasi va bulutlarning katta maydonlarining albedo o'lchovlari bilan amalga oshiriladi sun'iy yo'ldoshlar Yer. Bulutlar albedosi haqidagi ma'lumotlar ularning vertikal yo'nalishini, dengiz albedosini bilish esa to'lqinlarning balandligini hisoblash imkonini beradi.
Bouguet formulasidan ko'rinib turibdiki, atmosferaning shaffofligi o'zgarmagan holda, to'g'ridan-to'g'ri quyosh nurlanishining intensivligi atmosferaning optik massasiga bog'liq, ya'ni. oxir-oqibat quyosh balandligida. Shunday qilib, kun davomida quyosh radiatsiyasi dastlab tez ko'tarilishi kerak, keyin quyosh chiqqandan peshingacha sekinroq va birinchi navbatda sekin, keyin peshindan quyosh botguncha tez kamayishi kerak. .
Ammo kun davomida atmosferaning shaffofligi ma'lum chegaralarda o'zgarib turadi. Shu sababli, radiatsiyaning kunlik yo'nalishining egri chizig'i, hatto butunlay bulutsiz kunda ham, ba'zi tartibsizliklarni ko'rsatadi. Biroq, o'rtacha xulosalarda, individual kunlik egri chiziqlarning tartibsizliklari tekislanadi va kun davomida nurlanishning o'zgarishi bir xil ko'rinadi.
Tushdagi nurlanish intensivligidagi farqlar, birinchi navbatda, quyoshning peshin balandligidagi farqlarga bog'liq bo'lib, qishda yozga qaraganda pastroqdir. Minimal intensivlik moʻʼtadil kengliklar ah dekabrda, quyosh eng pastroqda. Ammo maksimal intensivlik yoz oylarida emas, balki bahor. Haqiqat shundaki, bahorda havo kondensatsiya mahsulotlari bilan eng kam loyqa va ozgina changlanadi. Yozda changlanish kuchayadi va atmosferadagi suv bug'ining miqdori ham ortadi, bu radiatsiya intensivligini biroz pasaytiradi.
Radiatsiya intensivligining maksimal qiymatlari kamayishi bilan juda oz ortadi geografik kenglik chiqayotgan quyoshga qaramay. Bu namlikning ortishi, qisman janubiy kengliklarda havo changlanishi bilan izohlanadi. Ekvatorda nurlanishning maksimal qiymatlari mo''tadil kengliklarning yozgi maksimal qiymatidan oshmaydi. Subtropik cho'llarning (Saxara) quruq havosida esa 1,58 kal/(sm2 min) gacha bo'lgan qiymatlar kuzatildi.
Dengiz sathidan balandlikda radiatsiyaning maksimal qiymatlari quyoshning bir xil balandligida atmosferaning optik massasining pasayishi tufayli ortadi. Har 100 uchun m balandlikda, troposferada radiatsiya intensivligi 0,01-0,02 kal/(sm2 min) ga oshadi.Biz yuqorida aytgan edik, tog'larda kuzatilgan nurlanish intensivligining maksimal qiymatlari 1,7 kal/(sm2 min) va undan ko'proqqa etadi.
Intensivlik tarqoq radiatsiya, yuqorida aytib o'tilganidek, bir birlik uchun o'lchanadi gorizontal sirt ham kun davomida o'zgaradi.
Quyosh balandligi ko'tarilishi bilan peshindan oldin ko'payadi va tushdan keyin kamayadi. Bu atmosferaning shaffofligiga ham bog'liq; ammo, shaffoflikning pasayishi, ya'ni. atmosferadagi bulutli zarralar sonining ko'payishi kamaymaydi, lekin ortadi tarqalgan radiatsiya. Bundan tashqari, tarqoq nurlanish bulutlilikka qarab juda keng diapazonda o'zgaradi; bulutlar tomonidan aks ettirilgan nurlanish ham qisman tarqaladi va shuning uchun tarqalgan nurlanishning umumiy intensivligi ortadi. Xuddi shu sababga ko'ra, radiatsiyaning qor qoplami tomonidan aks etishi tarqoq nurlanishni oshiradi.
Bulutsiz kunlarda diffuz nurlanish past bo'ladi. Hatto baland quyosh bilan, ya'ni. yozda peshin soatlarida bulutsiz uning intensivligi 0,1 kal/(sm2·min) dan oshmaydi.Bulutlilik bu qiymatni 3-4 marta oshiradi.
Shunday qilib, diffuz nurlanish to'g'ridan-to'g'ri quyosh nurlanishini sezilarli darajada to'ldirishi mumkin, ayniqsa quyosh past bo'lsa.
Tarqalgan radiatsiya nafaqat er yuzasining isishini oshiradi. Shuningdek, u yer yuzasida yorug'likni oshiradi. Ayniqsa, sezilarli darajada, ba'zan 40% gacha, agar osmonda quyosh diskini qoplamaydigan bulutlar bo'lsa, umumiy yorug'lik oshadi.
Yer yuzasiga to'g'ridan-to'g'ri va birgalikda tarqalgan barcha quyosh nurlari deyiladi umumiy radiatsiya. Umumiy nurlanishning intensivligi deganda, uning ostida joylashgan gorizontal sirtning kvadrat santimetriga bir daqiqada uning energiyasi oqimi tushuniladi. ochiq osmon va to'g'ridan-to'g'ri quyosh nurlaridan himoyalangan. Shunday qilib, umumiy nurlanishning intensivligi tengdir
gunoh h + I, (55)
qayerda I to'g'ridan-to'g'ri nurlanishning intensivligi; i - tarqalgan radiatsiya intensivligi, h quyosh balandligidir.
Bulutsiz osmon bilan umumiy radiatsiya kunlik o'zgarishlarga ega bo'lib, maksimal tushlik atrofida va yillik o'zgarishlar yozda maksimal bo'ladi. Quyosh diskini qoplamaydigan qisman bulutlilik bulutsiz osmonga nisbatan umumiy radiatsiyani oshiradi; to'liq bulutlilik, aksincha, uni kamaytiradi. O'rtacha, bulutlilik umumiy radiatsiyani kamaytiradi. Shuning uchun yozda peshindan oldingi soatlarda umumiy radiatsiya tushishi tushdan keyin o'rtacha ko'proq bo'ladi. Xuddi shu sababga ko'ra, yilning birinchi yarmida ikkinchisiga qaraganda kattaroqdir.
Yoz oylarida Moskva yaqinida bulutsiz osmon bilan umumiy nurlanishning kunduzgi qiymatlari o'rtacha 1,12 kal / (sm2 min), quyosh va bulutlar bilan - 1,15, doimiy bulutlar bilan - 0,37 kal / (sm2 min) ni tashkil qiladi.
Yer yuzasiga tushganda, umumiy radiatsiya asosan tuproq yoki suvning yuqori, yupqa qatlamida so'riladi va issiqlikka aylanadi va qisman aks etadi. Quyosh nurlanishining yer yuzasida aks etish miqdori bu sirtning tabiatiga bog'liq. Qaytgan nurlanish miqdorining ma'lum sirtga tushgan nurlanishning umumiy miqdoriga nisbati deyiladi yuzaki albedo. Bu nisbat foiz sifatida ifodalanadi.
Shunday qilib, umumiy nurlanishning umumiy oqimidan I gunoh h+ i uning bir qismi yer yuzasidan aks etadi (I gunoh h + i) LEKIN, qayerda LEKIN - yuzaki albedo. Umumiy nurlanishning qolgan qismi (I gunoh h + i) (1-A) yer yuzasi tomonidan so'riladi va tuproq va suvning yuqori qatlamlarini isitish uchun ishlatiladi. Bu qism so'rilgan nurlanish deb ataladi. .
Tuproq yuzasining albedosi odatda 10 - 30% oralig'ida; ho'l chernozem bo'lsa, u 5% gacha kamayadi va quruq engil qum bo'lsa, u 40% gacha ko'tarilishi mumkin. Tuproq namligi oshishi bilan albedo kamayadi. O'simlik qoplamining albedosi - o'rmonlar, o'tloqlar, dalalar - 10 - 25% oralig'ida. Yangi tushgan qor uchun albedo 80 - 90%, uzoq muddatli qor uchun - taxminan 50% va undan pastroq. To'g'ridan-to'g'ri radiatsiya uchun silliq suv sathining albedosi yuqori quyoshda bir necha foizdan past quyoshda 70% gacha o'zgarib turadi; hayajonga ham bog'liq. Tarqalgan nurlanish uchun suv sathining albedosi 5-10% ni tashkil qiladi. O'rtacha dunyo okeani yuzasining albedosi 5 - 20% ni tashkil qiladi. Bulutlarning yuqori yuzasining albedosi - bulut qoplamining turi va qalinligiga qarab bir necha foizdan 70 - 80% gacha; o'rtacha 50-60% ni tashkil qiladi. Berilgan raqamlar quyosh nurlanishining nafaqat ko'rinadigan, balki uning butun spektrida aks etishini anglatadi. Bundan tashqari, fotometrik vositalar albedoni faqat ko'rinadigan nurlanish uchun o'lchaydi, bu, albatta, butun radiatsiya oqimi uchun albedo qiymatidan biroz farq qilishi mumkin.
Yer yuzasi va bulutlarning yuqori yuzasi tomonidan aks ettirilgan nurlanishning asosiy qismi atmosferadan tashqariga chiqib, dunyo fazosiga o'tadi. Shuningdek, tarqoq nurlanishning bir qismi, taxminan, uchdan bir qismi jahon fazosiga tushadi. Kosmosni tark etuvchi aks ettirilgan va tarqalgan quyosh nurlanishining atmosferaga kiradigan quyosh radiatsiyasining umumiy miqdoriga nisbati Yerning sayyora albedosi yoki oddiygina deyiladi. Yer albedosi .
Yerning sayyora albedosi 35 - 40% deb baholanadi; 35% ga yaqinroq ko'rinadi. Yer sayyorasi albedosining asosiy qismi quyosh nurlanishining bulutlar tomonidan aks etishidir.
Bulutsiz osmonda yer yuzasiga yetib boruvchi toʻgʻridan-toʻgʻri quyosh nurlanishi (S) miqdori quyosh balandligi va shaffofligiga bogʻliq. Uchta kenglik zonalari uchun jadvalda bulutsiz osmon bilan to'g'ridan-to'g'ri nurlanishning oylik yig'indisi taqsimoti (mumkin bo'lgan summalar) fasl va yilning markaziy oylari uchun o'rtacha qiymatlar ko'rinishida ko'rsatilgan.
To'g'ridan-to'g'ri radiatsiyaning Osiyo qismiga kelishining ko'payishi bu mintaqada atmosferaning yuqori shaffofligi bilan bog'liq. Rossiyaning shimoliy hududlarida yozda to'g'ridan-to'g'ri nurlanishning yuqori qiymatlari atmosferaning yuqori shaffofligi va uzoq kunning kombinatsiyasi bilan izohlanadi.
To'g'ridan-to'g'ri nurlanishning kelishini kamaytiradi va uning kunlik va yillik yo'nalishini sezilarli darajada o'zgartirishi mumkin. Biroq, o'rtacha bulutlilik sharoitida astronomik omil ustunlik qiladi va shuning uchun maksimal to'g'ridan-to'g'ri nurlanish kuzatiladi. eng yuqori balandlik quyosh.
Rossiyaning ko'pgina kontinental mintaqalarida bahor-yoz oylarida peshindan oldingi soatlarda to'g'ridan-to'g'ri radiatsiya tushdan keyin ko'proq bo'ladi. Bu kunning ikkinchi yarmida konvektiv bulutlilikning rivojlanishi va ertalabki soatga nisbatan kunning bu vaqtida atmosfera shaffofligining pasayishi bilan bog'liq. Qishda, tushdan oldingi va kunduzgi radiatsiya qiymatlarining nisbati o'zgaradi - to'g'ridan-to'g'ri radiatsiyaning tushdan oldingi qiymatlari ertalabki maksimal bulutlilik va kunning ikkinchi yarmida kamayishi tufayli kamroq bo'ladi. To'g'ridan-to'g'ri nurlanishning oldingi va tushdan keyin qiymatlari o'rtasidagi farq 25-35% ga yetishi mumkin.
Yillik kursda maksimal to'g'ridan-to'g'ri radiatsiya iyun-iyul oylariga to'g'ri keladi, hududlar bundan mustasno Uzoq Sharq, u erda may oyiga o'tadi va Primorye janubida ikkinchi darajali maksimal sentyabr oyida qayd etiladi.
Rossiya hududida to'g'ridan-to'g'ri nurlanishning oylik maksimal miqdori bulutsiz osmon ostida mumkin bo'lgan miqdorning 45-65% ni tashkil qiladi va hatto Evropa qismining janubida u atigi 70% ga etadi. Minimal qiymatlar dekabr va yanvar oylarida kuzatiladi.
To'g'ridan-to'g'ri radiatsiyaning haqiqiy bulutlilik ostida to'liq tushishiga hissasi yoz oylarida maksimal darajaga etadi va o'rtacha 50-60% ni tashkil qiladi. Istisno Primorsk o'lkasi bo'lib, u erda to'g'ridan-to'g'ri nurlanishning eng katta hissasi kuz va qish oylariga to'g'ri keladi.
To'g'ridan-to'g'ri nurlanishning Rossiya hududida o'rtacha (haqiqiy) bulutliligi ostida tarqalishi ko'p jihatdan . Bu ma'lum oylarda radiatsiyaning zonal taqsimlanishining sezilarli buzilishiga olib keladi. Bu, ayniqsa, bahorda yaqqol namoyon bo'ladi. Shunday qilib, aprel oyida ikkita maksimal ko'rsatkich bor - bir dyuym janubiy viloyatlar va Amur viloyati, ikkinchisi - Yakutiya va Kolyma shimoli-sharqida, bu ham yuqori atmosfera shaffofligi, musaffo osmonning yuqori chastotasi va kun uzunligi kombinatsiyasining natijasidir.
Grafiklarda ko'rsatilgan ma'lumotlar haqiqiy bulut sharoitlariga ishora qiladi.
Agar siz ushbu maqolani ijtimoiy tarmoqlarda baham ko'rsangiz, minnatdor bo'laman:
Saytdan qidirish.
Agar atmosfera barcha quyosh nurlarini yer yuzasiga o'tkazgan bo'lsa, u holda Yerning istalgan nuqtasining iqlimi faqat geografik kenglikka bog'liq bo'ladi. Shunday qilib, qadimgi davrlarda bunga ishonishgan. Biroq, quyosh nuri o'tganda yer atmosferasi bor, biz allaqachon ko'rganimizdek, bir vaqtning o'zida so'rilish va tarqalish jarayonlari tufayli ularning zaiflashishi. Suv tomchilari ayniqsa ko'p so'riladi va tarqaladi. muz kristallari bulutlarni tashkil etuvchi.
Atmosfera va bulutlar tomonidan tarqalib ketgandan so'ng er yuzasiga etib kelgan quyosh radiatsiyasining qismi deyiladi. tarqalgan radiatsiya. Quyosh radiatsiyasining atmosferaga tarqalmagan holda o'tadigan qismi deyiladito'g'ridan-to'g'ri radiatsiya.
Radiatsiya nafaqat bulutlar orqali, balki musaffo osmonda ham molekulalar, gazlar va chang zarralari orqali tarqaladi. To'g'ridan-to'g'ri va tarqoq nurlanish o'rtasidagi nisbat keng diapazonda o'zgarib turadi. Agar musaffo osmon va quyosh nurining vertikal tushishi bilan tarqalgan nurlanishning ulushi to'g'ridan-to'g'ri nurlanishning 0,1% ni tashkil qilsa, u holda
bulutli osmonda diffuz nurlanish to'g'ridan-to'g'ri nurlanishdan ko'proq bo'lishi mumkin.
Erning aniq ob-havo hukmron bo'lgan qismlarida, masalan Markaziy Osiyo, er yuzasini isitishning asosiy manbai to'g'ridan-to'g'ri quyosh nurlari hisoblanadi. Bulutli ob-havo hukmron bo'lgan joylarda, masalan, SSSRning Evropa hududining shimoliy va shimoli-g'arbiy qismida, tarqalgan quyosh radiatsiyasi muhim ahamiyatga ega. Shimolda joylashgan Tixaya ko'rfazi to'g'ridan-to'g'ri nurlanishdan deyarli bir yarim baravar ko'p tarqalgan radiatsiya oladi (5-jadval). Toshkentda esa, aksincha, diffuz nurlanish bevosita nurlanishning 1/3 qismidan kam. Yakutskda to'g'ridan-to'g'ri quyosh nurlanishi Leningradga qaraganda ko'proq. Bu Leningradda bulutli kunlar ko'proq va havo shaffofligi kamroq ekanligi bilan izohlanadi.
Yer yuzasining albedosi. Yer yuzasi unga tushayotgan nurlarni aks ettirish qobiliyatiga ega. Yutilgan va aks ettirilgan nurlanish miqdori yer yuzasining xususiyatlariga bog'liq. Tananing yuzasidan aks ettirilgan nurlanish energiyasi miqdorining tushayotgan nurlanish energiyasi miqdoriga nisbati deyiladi. albedo. Albedo tana sirtining aks ettirilishini tavsiflaydi. Masalan, ular yangi tushgan qorning albedosi 80-85% ni tashkil qilganda, bu qor yuzasiga tushadigan barcha radiatsiyalarning 80-85% undan aks etadi.
Qor va muzning albedosi ularning tozaligiga bog'liq. Sanoat shaharlarida qor ustida turli xil aralashmalar, asosan, kuyikishlar cho'kishi tufayli albedo pastroq bo'ladi. Aksincha, Arktika mintaqalarida qor albedosi ba'zan 94% ga etadi. Qorning albedosi er yuzining boshqa turlarining albedosiga nisbatan eng yuqori bo'lganligi sababli, er yuzasining isishi qor qoplami ostida kuchsiz sodir bo'ladi. O't o'simliklari va qumlarning albedosi ancha kam. O't o'simliklarining albedosi 26%, qumniki 30% ni tashkil qiladi. Demak, o‘t quyosh energiyasining 74 foizini, qum esa 70 foizini o‘zlashtiradi. So'rilgan nurlanish bug'lanish, o'simlik o'sishi va isitish uchun ishlatiladi.
Suv eng yuqori assimilyatsiya qobiliyatiga ega. Dengizlar va okeanlar ularning yuzasiga kiradigan quyosh energiyasining taxminan 95% ni o'zlashtiradi, ya'ni suv albedosi 5% ni tashkil qiladi (9-rasm). To'g'ri, suvning albedosi quyosh nurlarining tushish burchagiga bog'liq (VV Shuleykin). Nurlar sirtdan vertikal ravishda tushganda toza suv radiatsiyaning atigi 2% aks etadi va quyosh pastda - deyarli barchasi.
