Что такое суммарная радиация? От чего она зависит?
Когда я был маленьким, мне всегда говорили, что летним днем лучше меньше находиться на солнце. Я думал, что все это глупости, и, конечно, не соблюдал наставлений. Теперь я знаю с чем это связано — солнечная радиация. Что это такое? А об этом я расскажу ниже.
Что такое солнечная радиация
Всего лишь миллиардная часть всего излучения Солнца достигает нашей планеты, однако в масштабах Земли это огромное количество. Большая часть отражается, встречая на своем пути «атмосферный фильтр» — пар, пылинки и молекулы газов. Таким образом, солнечной радиацией называют ту часть энергии, что попадает на Землю в виде электромагнитного потока волн.
Что такое суммарная радиация и от чего она зависит
В это понятие входит совокупность солнечной радиации, полученной непосредственно от звезды, плюс та, что была рассеяна облаками или атмосферой. На ее количество оказывают влияние следующие факторы:
- облачность;
- продолжительность светового дня;
- угол падения лучей.
Всем известно, что в экваториальных областях продолжительность ночи и дня практически неизменна, а по мере удаления от линии экватора разница возрастает. Например, в нашей стране июньский день почти в 3 раза длиннее декабрьского.
Логично, что чем выше расположено Солнце, тем больше радиации будет передано поверхности. В противном случае большая часть будет отражена от планеты. Следовательно, пустыни, что расположены в тропических зонах, получают максимально возможное количество радиации, тем более, что практически круглый год там стоит безоблачная погода. Что касается экватора, то здесь существенное количество поглощается водяным паром, что в достатке присутствует в атмосфере. Очевидно, что полярные области получают минимум радиации за счет острого угла падения лучей, которые практически проходят «вскользь».
Немалую роль играет характер подстилающей поверхности. Так, например, неровные и темные поверхности поглощают гораздо большее количество, чем гладкие и светлые. Ровная поверхность морской глади поглотит больше радиации, чем в штормовую погоду.
Радиация суммарная
совокупность прямой и рассеянной солнечной радиации, поступающей на земную поверхность.
- Telegram
- Вконтакте
- Одноклассники
Научные статьи на тему «Радиация суммарная»
Климатическое районирование России
Суммарная солнечная радиация на северных островах (Земля Франца-Иосифа, Северная Земля) составляет около.
удаленности страны по отношению к океанам зависит распределение облачности, влажность воздуха и величина суммарной.
радиации.
С севера на юг изменяется суммарная радиация, температура воздуха, увлажнение территории.
солнечной радиации.
Расчет суммарной радиации на юге Дальнего Востока для энергосберегающего строительства
Климатообразующие факторы России
На островной части страны, например, на островах Северная Земля и Земля Франца-Иосифа суммарная радиация.
Радиация в районе Сихотэ-Алиня равна суммарной радиации Кольского полуострова, Ямала и Таймыра.
Определение 2 Достигшая поверхности земли солнечная радиация называется суммарной.
Суммарная солнечная радиация на территории России.
На территории России суммарная солнечная радиация меняется с севера на юг.
Применение нейросетевых технологий для вычисления потоков суммарной солнечной радиации
Актуальность и цели. Солнечная радиация является основным фактором для многих физических, химических и биологических процессов на земной поверхности. Однако данные о потоках солнечной радиации не всегда доступны по целому ряду причин: отсутствие метеостанций или проведения актинометрических наблюдений на них. Таким образом, актуальным становится вопрос вычисления потоков солнечной радиации. Основной целью данного исследования является обзор искусственных нейронных сетей (ИНС), с целью выявления подходящих моделей для вычисления солнечного излучения и выявления пробелов в исследованиях. Материалы и методы. В качестве исходного материала использовались данные метеорологической обсерватории Казанского федерального университета. Результаты. Исследование литературных источников показывает, что искусственные нейросетевые методы прогнозирования солнечной радиации более точны по сравнению с обычными методами. Разработаны десять моделей с различными входными параметрами. Выявлены наиболее лу.
Что такое суммарная радиация в географии
Большое значение для климатообразования имеет суммарная радиация – общий приход прямой и рассеянной радиации на горизонтальную поверхность. Именно суммарная радиация поглощается поверхностью океана и суши, что приводит к возникновению сложных механизмов теплообмена между различными элементами климатической системы.
Рис. 1.2. Географическое распределение годовых сумм суммарной радиации (МДж/м 2 ) (Климатология, 1989)
Географическое распределение годовой суммарной радиации (рис. 1.2) показало, что годовая суммарная радиация на земном шаре меняется в пределах от значений, несколько меньших 2400 МДж/м 2 (за полярным кругом), до значений, превышающих 8000 МДж/м 2 (в Северо-Восточной Африке). Самые большие значения суммарной радиации соответствуют поясам высокого давления Северного и Южного полушарий, поскольку именно над этими районами прослеживается наименьшее количество облачности. Некоторое уменьшение годовой суммарной радиации прослеживается в экваториальных широтах, что связано с увеличением повторяемости пасмурного неба над экватором. От поясов высокого давления к северу и к югу суммарная радиация уменьшается, причем распределение её изолиний носит в основном зональный характер. Нарушение зональности связано с неравномерным распределением облачности и происходит там, где интенсивная циклоническая деятельность. Это районы западного побережья Канады, северная часть Европы, юго-западное побережье Южной Америки и др. Нарушение зональности наблюдается и в области действия муссонной циркуляции (Индостан, восточное побережье Азии), а также там, где хорошо развита пассатная инверсия (восточные районы тропических зон океанов).
Особенно быстро суммарная радиация убывает к полюсам зимних полушарий. Это связано, во-первых, со снижением полуденной высоты Солнца и, во-вторых, с уменьшением продолжительности дня. В летнем полушарии высокие значения суммарной радиации устанавливаются на всех широтах, и поэтому изменения ее с широтой невелики. Наибольшее количество суммарной радиации получают тропические и субтропические пустыни. Большое количество суммарной радиации летом поступает также в полярные районы, где влияние небольшой угловой высоты Солнца компенсируется продолжительностью дня (Климатология, 1989).
Формирование климата на территории России
Климат — многолетний режим погоды, который характерен для данной местности.
Основными факторами, определяющими климат любой территории, являются: солнечная радиация (её количество зависит от географического положения), размер территории (площадь), циркуляция воздушных масс и подстилающая поверхность. Основное количество тепла земная поверхность получает благодаря суммарной радиации, которая состоит из рассеянной и прямой.
Территория Российской Федерации лежит в средних и высоких широтах, поэтому в её пределах происходит изменение количества поступающего солнечного тепла и выделяются 4 сезона года. С помощью циркуляции атмосферы происходит перераспределение тепла и влаги между разными районами страны. Наибольшее влияние на климат России оказывают арктические и умеренные воздушные массы, а на самый юг страны — и тропические.
Рельеф нашей страны в большинстве своём равнинный, поэтому воздушные массы с Атлантики и Северного Ледовитого океана беспрепятственно могут проникать вглубь страны.
На климат оказывают влияние и местные условия, кроме рельефа это характер растительности, крупные водные объекты или их отсутствие.
2. Географическое положение
Климат в первую очередь обуславливается географической широтой местности. Чем широта выше, тем меньше угол падения солнечных лучей, а значит, и меньше поступает солнечного тепла. В высоких и средних широтах, в которых расположена территория России, солнечной энергии за год поступает практически в 2 раза меньше, чем в тропиках и на экваторе.
Территория нашей страны лежит в основном в пределах умеренного и субарктического климатических поясов. Побережье и острова Северного Ледовитого океана расположены в арктическом поясе.
Рис. 1. Климатические пояса и области
Климат формируется также под влиянием областей высокого и низкого атмосферного давления. От них зависит направление преобладающих ветров. Ветры содействуют передвижению воздушных масс с различными свойствами. Воздействие областей высокого и низкого атмосферного давления меняется в зависимости от сезона года.
Рис. 2. Климатическое положение Российской Федерации
Территория России омывается водами 3 океанов, которые также оказывают влияние на климат. Для умеренных широт нашей страны, где господствуют западные ветры, характерно влияние воздушных масс с Атлантики. Северный Ледовитый океан воздействует не только на северные территории России, но и на южные благодаря равнинному рельефу. Роль Тихого океана небольшая, от него зависит климат прибрежной территории Дальнего Востока.
Рис. 2. Континентальность климата России
Сильная удалённость от океанов формирует на большей части территории нашей страны континентальный климат, для которого характерны малое количество атмосферных осадков и огромные амплитуды температур между тёплым и холодным сезонами. Континентальность климата увеличивается в направлении с запада на восток.
3. Солнечная радиация
Солнечная радиация является главной причиной и движущей силой всех явлений и процессов, которые происходят на Земле. Влияет она и на формирование климата.
Солнечная радиация — свет и тепло, которые излучаются Солнцем.
В состав солнечной радиации входят световое, тепловое и ультрафиолетовое излучения. Солнечная радиация измеряется в мегаджоулях на 1 м² (МДж/м²) или килокалориях на 1 см² (ккал/см²).
Не вся солнечная радиация достигает земной поверхности. Половина её поглощается атмосферой, рассеивается и отражается облаками и мелкими частицами пыли.
Общее количество солнечной энергии, которая достигла земной поверхности, называется суммарной солнечной радиацией.
До поверхности Земли доходит часть прямой и рассеянной радиации. Прямая поступает собственно от Солнца, рассеянная — от всего небосвода, где водяной пар, облака и пыль меняют прямолинейное направление лучей, т. е. рассеивают их.
Рис. Виды солнечной радиации
Величина суммарной радиации зависит от:
- угла падения солнечных лучей;
- продолжительности освещения.
Эти показатели уменьшаются при движении от экватора к полюсам.
Отражённая радиация — часть суммарной радиации, которая отражается от земной поверхности. Разные виды подстилающей поверхности обладают разной отражательной способностью. Наибольшая она у поверхности, покрытой снегом (70–90%), наименьшая — у влажного чернозёма (5%).
Часть радиации, которая не была отражена от земной поверхности, поглощается сушей или водоёмом. Такая радиацию называют поглощённой. Нагревшаяся поверхность Земли — это источник теплового излучения (земная радиация).
Разница между суммарной радиацией и её потерями на отражение и земное излучение называется радиационным балансом.
4. Солнечная радиация и климат
Территория России с севера на юг протянулась от 82° с. ш. до 41° с. ш. (4600 км). С огромной протяжённостью связаны различия в количестве суммарной радиации в разных районах страны. Температура воздуха и интенсивность природных процессов резко различаются на юге и на севере России.
Рис. Суммарная радиация и радиационный баланс
Практически во всех районах Российской Федерации среднегодовой радиационный баланс является положительным. Это означает, что поверхность Земли получает тепла больше, чем излучает. Исключением являются покрытые льдами арктические острова.
На территорию России поступает различное количество солнечной радиации в разные поры года. Это зависит от высоты солнца над горизонтом и продолжительности светового дня. Угол высоты солнца над горизонтом в каждой точке поверхности 22 декабря (день зимнего солнцестояния) на 47° меньше, чем 22 июня (день летнего солнцестояния). А за полярным кругом наступают полярные дни и ночи.
Рис. Среднегодовая температура воздуха
5. Рельеф
Один из важных факторов, который влияет на формирование климата, — это рельеф. Равнины занимают преобладающую часть территории России. Горы отсутствуют на севере и западе нашей страны, поэтому воздушные массы с Атлантического и Северного Ледовитого океанов без преград проникают во внутренние районы Российской Федерации. Тихий океан воздействует только на небольшую часть Дальнего Востока, так как горные хребты проходят здесь параллельно побережью и препятствуют передвижению воздушных масс.
Климат зависит от абсолютной высоты участка земной поверхности. Горный климат резко отличается от равнинного и изменяется с увеличением высоты. Расчленённость рельефа горных стран создаёт мозаичность климатических условий.
Большое количество межгорных котловин расположено в горах Южной и Северо-Восточной Сибири. В эти котловины зимой с гор стекает холодный воздух и застаивается в них. В то же время тёплый и лёгкий воздух поднимается вверх. Таким образом, при подъёме вверх температура воздуха здесь не понижается, а повышается. Зима в этих районах очень холодная и малоснежная. Здесь расположены «полюсы холода» — посёлок Оймякон и город Верхоянск (−67,7 °С). Летом в котловинах намного теплее, чем на склонах гор, но осадков всё равно немного.
Рис. Стекание холодного воздуха в межгорной котловине
Если горы находятся на пути влажных воздушных масс, то на их наветренных склонах выпадает большое количество осадков. Поэтому горы, даже невысокие, являются самыми влажными районами нашей страны.
Различия в климатических условиях между формами рельефа на равнине менее заметны. Но тем не менее возвышенности и низменности, долины рек и междуречья различаются по температуре воздуха, количеству атмосферных осадков, режиму ветров.
6. Влияние подстилающей поверхности
Климатические условия зависят от подстилающей поверхности. Разные поверхности обладают разными отражательными и поглощательными способностями. В связи с этим температура воздуха над этими поверхностями отличается при одинаковом количестве получаемой суммарной радиации.
Рис. Отражательная способность некоторых типов земной поверхности
Лучше всего нагреваются и больше всего поглощают солнечной радиации тёмные поверхности. К ним относится, например, свежевспаханная почва.
Переувлажнённые и заболоченные участки земной поверхности нагреваются слабее. Большое количества тепла здесь затрачивается на испарение влаги.
Величина испарения воды растительностью и почвами также меняется от места к месту. От этого зависит температура поверхности и приземного слоя атмосферы. Изменение температур оказывает влияние на атмосферное давление, а оно приводит к возникновению местных ветров.
Подстилающая поверхность влияет на влажность воздуха. Увеличение влажности вызывает образование облаков, которые препятствуют поступлению прямой солнечной радиации и понижают температуру воздуха в дневное время.
Как известно, вода и суша нагреваются по-разному. Поэтому вокруг водоёмов, особенно крупных, формируется свой особенный микроклимат. Для озера Байкал и его окрестностей характерны тёплая зима и прохладное лето. Благодаря горным хребтам и перепадам давления здесь формируется сложная система местных ветров. Эти ветры носят названия тех горных и речных долин, откуда они дуют: ангара, баргузин, верховик, култук, селенга и др.
Задание
1. Дайте ответ на вопросы.
1. Что такое климатообразующие факторы? Назовите факторы, которые влияют на образование климата.
2. Что называется солнечной радиацией?
3. Что такое суммарная радиация? Из чего складывается суммарная радиация?
4. Какой вид радиации преобладает в пасмурный день? Можно ли загореть в пасмурный день?
5. Почему на одинаковой географической широте зимой температура воздуха разная?