|
Особенности прохождения солнечной радиации через земную атмосферу Рязанская государственная сельскохозяйственная академия Научный руководитель: Саханов Виталий Викторович, к.г.н. Действие земной атмосферы таково, что в общем интегральном потоке лучистой энергии Солнца у поверхности земли различные участки спектра излучения занимают обособленные места, что обусловлено их специфическими свойствами. Во-первых, основные газовые компоненты атмосферы обладают избирательной способностью ослабления радиации в различных областях спектра. Например, инфракрасная радиация поглощается главным образом парами воды, углекислым газом, озоном. Во-вторых, реальная атмосфера не является неподвижной системой с неизменным распределением температуры, давления, концентрации её газовых составляющих. Количество водяных паров, углекислого газа, озона изменяется с высотой над уровнем моря, географической широтой, временем года, в зависимости от вида подстилающей поверхности и деятельности человека, что приводит к перераспределению энергии в спектральных потоках трёх естественных излучателей - Солнца, земной поверхности, атмосферы. Пыль, мелкие капельки воды, кристаллы льда и снега способствуют дополнительному ослаблению радиации. В-третьих, количественный и качественный состав прямой солнечной радиации находится в зависимости от высоты Солнца. В-четвёртых, биологическое воздействие инфракрасной радиации на процессы развития живых организмов отличается от действия ультрафиолетового и видимого излучения. Однако отсутствие достаточного количества исследований в этих областях спектра не позволяет пока с необходимой точностью определить роль спектральных потоков в процессах развития живых организмов, в формировании радиационного климата. Нами в Рязани изучался режим солнечного излучения в инфракрасной области спектра, в том числе измерялась интенсивность потоков прямой радиации. В исследованиях использовались сетевые термоэлектрические актинометры и пиранометры конструкции Ю.Д.Янишевского. Для выделения спектрального участка 0,8-3,5 мкм термобатареи перекрывались плоскими (актинометр) и полусферическими (пиранометр) стеклянными фильтрами марки ИКС-3. Толщина стекла 2 мм. Градуировка приборов осуществлялась по пиргелиометру К.Онгстрема №569. При этом контрольный и проверяемый приборы перекрывались идентичными фильтрами марки ИКС-3. Таким образом, вся измеренная радиация была приведена к Международной пиргелиометрической шкале (МПШ)-56. Результаты измерений представлены на рис.1.
Рис.1 По рисунку видно, что в условиях безоблачного неба или при наличии облачности, не закрывающей диска Солнца, прямая радиация и инфракрасная радиация имеют простой суточный ход с максимумами в околополуденные часы. Кривые 1 и 2 представляют функциональные зависимости прямой инфракрасной радиации Sик на перпендикулярную поверхность (кривая 1) и на горизонтальную поверхность Sў ик (кривая 2) от высоты Солнца Н0. При восходе Солнца Sик быстро возрастала, достигая 406 Вт/м2 при Н0=21о. При больших высотах поток ИК - радиации рос незначительно, достигая 434 Вт/м2 при Н0=60о. Кривая 3 позволяет проследить зависимость доли ИК- излучения Sик в потоках интегрального S излучения Солнца (Sик/S). На величину интенсивности потока инфракрасной радиации оказывает значительное влияние влажность воздуха. Наибольшая интенсивность инфракрасных потоков солнечного излучения наблюдалась после вторжения в центральные области Европейской части России арктических воздушных масс или сухих, мало запылённых континентальных масс, когда влажность воздуха резко снижалась. Сравнивая радиационные режимы отдельных пунктов, можно сделать следующие выводы:
|
| (c) АСФ России, 2001 |