Visų tipų saulės spinduliai žemės paviršių pasiekia trimis būdais – tiesioginės, atspindėtos ir išsklaidytos saulės spinduliuotės pavidalu.
Tiesioginė saulės spinduliuotė– Tai spinduliai, sklindantys tiesiai iš saulės. Jo intensyvumas (veiksmingumas) priklauso nuo saulės aukščio virš horizonto: maksimumas stebimas vidurdienį, o minimumas – ryte ir vakare; priklausomai nuo metų laiko: maksimaliai – vasarą, minimaliai – žiemą; vietovės aukštyje virš jūros lygio (kalnuose aukščiau nei lygumoje); apie atmosferos būklę (oro tarša ją mažina). Saulės spinduliavimo spektras priklauso nuo saulės aukščio virš horizonto (kuo žemiau saulė virš horizonto, tuo mažiau ultravioletinių spindulių).
Atsispindėjusi saulės spinduliuotė– Tai saulės spinduliai, kuriuos atspindi žemės ar vandens paviršius. Jis išreiškiamas kaip atspindėtų spindulių procentas nuo bendro jų srauto ir vadinamas albedo. Albedo dydis priklauso nuo atspindinčių paviršių pobūdžio. Organizuojant ir vykdant saulės vonias, būtina žinoti ir atsižvelgti į paviršių, ant kurių deginamasi, albedo. Kai kuriems iš jų būdingas selektyvus atspindėjimas. Sniegas visiškai atspindi infraraudonuosius spindulius, o ultravioletinius – kiek mažiau.

Išsklaidyta saulės spinduliuotė susidarė dėl saulės spindulių sklaidos atmosferoje. Jame pakibusios oro molekulės ir dalelės (maži vandens lašeliai, ledo kristalai ir kt.), vadinamos aerozoliais, atspindi dalį spindulių. Dėl daugybės atspindžių dalis jų vis tiek pasiekia žemės paviršių; Tai išsklaidyti saulės spinduliai. Dažniausiai išsklaidomi ultravioletiniai, violetiniai ir mėlyni spinduliai, kurie giedru oru lemia mėlyną dangaus spalvą. Išsklaidytų spindulių dalis didelėse platumose (šiauriniuose regionuose). Ten saulė yra žemai virš horizonto, todėl spindulių kelias į žemės paviršių yra ilgesnis. Ilgesniame kelyje spinduliai susiduria su daugiau kliūčių ir yra labiau išsibarstę.

(http://new-med-blog.livejournal.com/204

Bendra saulės spinduliuotė– visa tiesioginė ir išsklaidyta saulės spinduliuotė, pasiekianti žemės paviršių. Bendrai saulės spinduliuotei būdingas intensyvumas. Kai dangus yra be debesų, didžiausia saulės spinduliuotės vertė yra apie vidurdienį, o ištisus metus - vasarą.

Radiacijos balansas
Žemės paviršiaus spinduliuotės balansas yra skirtumas tarp visos žemės paviršiaus sugertos saulės spinduliuotės ir jos efektyvios spinduliuotės. Žemės paviršiui
- įeinanti dalis sugeria tiesioginę ir išsklaidytą saulės spinduliuotę, taip pat sugeria priešingą atmosferos spinduliuotę;
- suvartojamąją dalį sudaro šilumos nuostoliai dėl pačios žemės spinduliuotės.

Radiacijos balansas gali būti teigiamas(dieną, vasarą) ir neigiamas(naktį, žiemą); matuojama kW/kv.m/min.
Žemės paviršiaus spinduliuotės balansas yra svarbiausias žemės paviršiaus šilumos balanso komponentas; vienas iš pagrindinių klimatą formuojančių veiksnių.

Žemės paviršiaus šilumos balansas- visų tipų šilumos įtekėjimo ir nutekėjimo į žemės ir vandenyno paviršių algebrinė suma. Šilumos balanso pobūdis ir jo energijos lygis lemia daugumos egzogeninių procesų charakteristikas ir intensyvumą. Pagrindiniai vandenyno šilumos balanso komponentai yra šie:
- radiacijos balansas;
- šilumos suvartojimas garavimui;
- turbulentinė šilumos mainai tarp vandenyno paviršiaus ir atmosferos;
- vertikalus turbulentinis vandenyno paviršiaus šilumos mainas su apatiniais sluoksniais; Ir
- horizontali okeaninė advekcija.

(http://www.glossary.ru/cgi-bin/gl_sch2.c gi?RQgkog.outt:p!hgrgtx!nlstup!vuilw)tux yo)

Saulės spinduliuotės matavimas.

Saulės spinduliuotei matuoti naudojami aktinometrai ir pirheliometrai. Saulės spinduliuotės intensyvumas paprastai matuojamas pagal jos šiluminį efektą ir išreiškiamas kalorijomis paviršiaus ploto vienetui per laiko vienetą.

(http://www.ecosystema.ru/07referats/slo vgeo/967.htm)

Saulės spinduliuotės intensyvumas matuojamas Janiszewski piranometru su galvanometru arba potenciometru.

Matuojant bendrą saulės spinduliuotę, piranometras montuojamas be šešėlinio ekrano, o matuojant išsklaidytą spinduliuotę – su šešėliniu ekranu. Tiesioginė saulės spinduliuotė apskaičiuojama kaip skirtumas tarp bendros ir išsklaidytos spinduliuotės.

Nustatant ant tvoros krintančios saulės spinduliuotės intensyvumą, piranometras įrengiamas ant jos taip, kad prietaiso suvokiamas paviršius būtų griežtai lygiagretus tvoros paviršiui. Jei nėra automatinio spinduliuotės registravimo, matavimus reikia atlikti kas 30 minučių nuo saulėtekio iki saulėlydžio.

Radiacija, patenkanti į tvoros paviršių, nėra visiškai sugeriama. Priklausomai nuo tvoros tekstūros ir spalvos, dalis spindulių atsispindi. Atspindimosios spinduliuotės ir krintančios spinduliuotės santykis, išreikštas procentais, vadinamas paviršiaus albedas ir yra matuojamas albedometru P.K. Kalitina komplektuojama su galvanometru arba potenciometru.

Siekiant didesnio tikslumo, stebėjimai turėtų būti atliekami esant giedram dangui ir esant stipriai saulės šviesai, apšvitinančiam tvorą.

(http://www.constructioncheck.ru/default.a spx?textpage=5)

Saulės spinduliuotė yra saulės spinduliuotės energija, patenkanti į Žemę elektromagnetinių bangų srauto pavidalu.

Saulė aplink save skleidžia galingą elektromagnetinę spinduliuotę. Vos viena du milijardai jo patenka į viršutinę Žemės atmosferą, bet per minutę sudaro 2 500 000 000 milijardų kalorijų.

Ne visas energijos srautas pasiekia Žemės paviršių – didžiąją jos dalį planeta išmeta atgal į kosmosą. Žemė atspindi tų spindulių, kurie kenkia planetoje gyvenančiai gyvajai medžiagai, ataką. Pagrindinis gyvybės „gynėjas“ yra ozonas, kuris susidaro viršutiniuose atmosferos sluoksniuose, 10–30 km aukštyje. Ozono „ekranas“ taip pat sugeria didelę dalį šiluminės spinduliuotės iš žemės paviršiaus, o tada grąžina šilumą į Žemę, sukurdamas vadinamąjį šiltnamio efektą. Didėjant saulės spinduliuotės intensyvumui, didėja ir ozono kiekis atmosferoje, sustiprėja jo šildantis poveikis.

Tolesniame kelyje į Žemę saulės spinduliai susiduria su kliūtimis – atmosferą užpildančių vandens garų, anglies dioksido molekulių ir ore pakibusių dulkių dalelių pavidalu. Atmosferos „filtras“ sugeria didelę dalį spindulių, juos išsklaido ir atspindi. Ypač didelis debesų atspindys. Dėl to žemės paviršius tiesiogiai gauna tik 2/3 spinduliuotės, kurią perduoda ozono ekranas. Bet ir iš šios dalies daug kas atsispindi pagal įvairių paviršių atspindį (sniegas atsispindi intensyviausiai).

Saulės spinduliuotės „apskaita“ visam Žemės rutui yra tokia. Viršutinėje atmosferos riboje kiekvienas kvadratinis centimetras plokštės paviršiaus, pastatytos statmenai saulės spinduliams, gaus 2 kalorijas per minutę. Šis dydis vadinamas saulės konstanta.

Šiek tiek daugiau nei 100 000 kalorijų 1 cm2 per minutę pasiekia visą žemės paviršių. Šią spinduliuotę sugeria augmenija, dirvožemis, jūrų ir vandenynų paviršius. Ji virsta šiluma, kuri išleidžiama atmosferos sluoksnių šildymui, vandens ir oro masių judėjimui bei visos didžiulės gyvybės formų įvairovės kūrimui didžiulėje mūsų planetoje.

Saulės spinduliuotė Žemės paviršių pasiekia įvairiais būdais: tiesiai iš Saulės, jei jos neuždengia debesys (tiesioginė spinduliuotė); nuo dangaus skliauto ir debesų, sklaidančių tiesioginius saulės spindulius (išsklaidytus arba išsklaidytus); iš atmosferos, įkaitintos dėl spinduliuotės sugerties (terminės arba ilgosios bangos). Tiesioginė ir difuzinė spinduliuotė ateina tik dieną. Kartu jie sudaro bendrą arba vientisą spinduliuotę. Saulės spinduliuotė, kuri lieka praradus atspindį nuo paviršiaus, vadinama absorbuota. Saulės spinduliuotė matuojama naudojant prietaisus. Jie vadinami aktinometriniais. (iš graikų kalbos žodžio "actinos" - spindulys).

Pastaraisiais metais vis didesnis dėmesys skiriamas saulės energijos panaudojimo šalies ūkyje problemai. Tiesą sakant, Saulė užlieja Žemę visu energijos vandenynu, kuris yra praktiškai neišsenkantis. Žmonija turi išmokti rinkti šią energiją ir paversti ją kitomis formomis, kurios būtų patogios naudoti. Šią problemą mūsų šalyje tiria Ašchabade įkurtas Saulės energijos institutas.

Jau buvo sukurtos įvairių tipų saulės elektrinės („helios“ graikiškai reiškia saulę). Jų užduotis – padidinti aplink išsibarsčiusios saulės energijos tankį. Padidinti saulės energijos koncentraciją galima tik didelių veidrodžių, fokusuojančių spindulius, pagalba. Paraboloidiniai veidrodžiai padidina temperatūrą židinyje iki 3600°C. Šioje temperatūroje išsilydo beveik visi metalai; Saulės lydymas suteikia išskirtinį lydinių grynumą, tai ateitis.

Saulės gėlinimo įrenginiai, vandens šildytuvai ir džiovintuvai jau veikia įvairiose šalyse. Kompaktiški „saulės virtuvės“ pavyzdžiai sukurti dykumoje gyvenantiems – piemenims, statybininkams ir geologams. Iš Žemės paleisti dirbtiniai palydovai, erdvėlaiviai ir laboratorijos veikia tik saulės spinduliuotės energija.

Žemė per metus iš Saulės gauna 1,36*10,24 cal šilumos. Palyginti su šiuo energijos kiekiu, likęs Žemės paviršių pasiekiančios spinduliuotės energijos kiekis yra nereikšmingas. Taigi žvaigždžių spinduliavimo energija yra šimtas milijonų saulės energijos, kosminė spinduliuotė yra dvi milijardosios dalys, vidinė Žemės šiluma jos paviršiuje yra lygi vienai penkioms tūkstantosioms saulės šilumos.
Saulės spinduliuotė - saulės spinduliuotės- yra pagrindinis energijos šaltinis beveik visiems procesams, vykstantiems atmosferoje, hidrosferoje ir viršutiniuose litosferos sluoksniuose.
Saulės spinduliuotės intensyvumo matavimo vienetas – tai šilumos kalorijų skaičius, kurį per 1 minutę sugeria 1 cm2 absoliučiai juodo paviršiaus statmenai saulės spindulių krypčiai (cal/cm2*min).

Saulės spinduliuotės energijos srautas, pasiekiantis žemės atmosferą, yra labai pastovus. Jo intensyvumas vadinamas saulės konstanta (Io) ir imamas vidutiniškai 1,88 kcal/cm2 min.
Saulės konstantos vertė svyruoja priklausomai nuo Žemės atstumo nuo Saulės ir saulės aktyvumo. Jo svyravimai per metus siekia 3,4-3,5%.
Jei saulės spinduliai kristų vertikaliai visur ant žemės paviršiaus, tai nesant atmosferos ir esant 1,88 cal/cm2*min saulės konstantai, kiekvienas kvadratinis centimetras per metus gautų 1000 kcal. Dėl to, kad Žemė yra sferinė, šis kiekis sumažėja 4 kartus, o 1 kv. cm per metus vidutiniškai gauna 250 kcal.
Saulės spinduliuotės kiekis, kurį gauna paviršius, priklauso nuo spindulių kritimo kampo.
Didžiausią spinduliuotės kiekį priima paviršius, statmenas saulės spindulių krypčiai, nes tokiu atveju visa energija paskirstoma į plotą, kurio skerspjūvis lygus spindulių pluošto skerspjūviui – a. Kai tas pats spindulių pluoštas krinta įstrižai, energija pasiskirsto didesniame plote (sekcija b) ir vienetinis paviršius jos gauna mažiau. Kuo mažesnis spindulių kritimo kampas, tuo mažesnis saulės spinduliavimo intensyvumas.
Saulės spinduliuotės intensyvumo priklausomybė nuo spindulių kritimo kampo išreiškiama formule:

I1 = I0 * sin h,

čia I0 yra saulės spinduliuotės intensyvumas, kai spinduliai krinta vertikaliai. Už atmosferos ribų – saulės konstanta;
I1 – saulės spinduliavimo intensyvumas, kai saulės spinduliai krenta kampu h.
I1 yra tiek kartų mažesnis už I0, kiek skerspjūvis a yra mažesnis už skerspjūvį b.
27 paveiksle parodyta, kad a/b = sin A.
Saulės spindulių kritimo kampas (Saulės aukštis) lygus 90° tik platumose nuo 23°27" šiaurės platumos iki 23°27" pietų platumos. (t.y. tarp tropikų). Kitose platumose ji visada mažesnė nei 90° (8 lentelė). Sumažėjus spindulių kritimo kampui, turėtų mažėti ir skirtingose ​​platumose į paviršių patenkančios saulės spinduliuotės intensyvumas. Kadangi Saulės aukštis nesikeičia ištisus metus ir dieną, saulės šilumos kiekis, kurį gauna paviršius, nuolat kinta.

Saulės spinduliuotės kiekis, kurį gauna paviršius, yra tiesiogiai susijęs su priklausomai nuo saulės spindulių poveikio trukmės.

Pusiaujo zonoje už atmosferos ribų saulės šilumos kiekis per metus nepatiria didelių svyravimų, tuo tarpu didelėse platumose šie svyravimai yra labai dideli (žr. 9 lentelę). Žiemą saulės šilumos prieaugio skirtumai tarp aukštųjų ir žemų platumų yra ypač dideli. Vasarą nuolatinio apšvietimo sąlygomis poliariniai regionai gauna didžiausią saulės šilumos kiekį per dieną Žemėje. Vasaros saulėgrįžos dieną šiauriniame pusrutulyje jis yra 36% didesnis nei paros šilumos kiekis ties pusiauju. Bet kadangi paros ilgis ties pusiauju yra ne 24 valandos (kaip šiuo metu ašigalyje), o 12 valandų, tai saulės spinduliuotės kiekis per laiko vienetą ties pusiauju išlieka didžiausias. Vasaros paros saulės šilumos maksimumas, stebimas apie 40–50° platumos, siejamas su gana ilga dienos trukme (ilgesne nei šiuo metu 10–20° platumos) su dideliu saulės aukščiu. Pusiaujo ir poliarinio regiono gaunamos šilumos kiekio skirtumai vasarą yra mažesni nei žiemą.
Pietinis pusrutulis vasarą gauna daugiau šilumos nei šiaurinis, žiemą – atvirkščiai (tam įtakos turi Žemės atstumo nuo Saulės pokyčiai). O jei abiejų pusrutulių paviršius būtų visiškai vienalytis, pietų pusrutulyje temperatūrų svyravimų metinės amplitudės būtų didesnės nei šiauriniame.
Atmosferoje vyksta saulės spinduliuotė kiekybiniai ir kokybiniai pokyčiai.
Net ideali, sausa ir švari atmosfera sugeria ir išsklaido spindulius, sumažindama saulės spinduliuotės intensyvumą. Silpnėjanti tikros atmosferos, kurioje yra vandens garų ir kietų priemaišų, įtaka saulės spinduliuotei yra daug didesnė nei idealios atmosferos. Atmosfera (deguonis, ozonas, anglies dioksidas, dulkės ir vandens garai) daugiausia sugeria ultravioletinius ir infraraudonuosius spindulius. Atmosferos sugerta Saulės spinduliavimo energija paverčiama kitų rūšių energija: šilumine, chemine ir kt. Apskritai, sugertis saulės spinduliuotę susilpnina 17-25%.
Atmosferos dujų molekulės spindulius išsklaido gana trumpomis bangomis – violetinėmis, mėlynomis. Tai paaiškina mėlyną dangaus spalvą. Skirtingo bangos ilgio spindulius priemaišos išsklaido vienodai. Todėl kai jų turinys reikšmingas, dangus įgauna balkšvą atspalvį.
Dėl saulės spindulių sklaidos ir atspindėjimo atmosferoje debesuotomis dienomis stebima dienos šviesa, matomi šešėlyje esantys objektai, atsiranda prieblandos reiškinys.
Kuo ilgesnis spindulio kelias atmosferoje, tuo didesnis jo storis turi praeiti ir tuo labiau susilpnėja saulės spinduliuotė. Todėl, kylant aukščiui, atmosferos įtaka radiacijai mažėja. Saulės šviesos kelio ilgis atmosferoje priklauso nuo Saulės aukščio. Jei saulės spindulio kelio ilgį atmosferoje laikysime 90° (m) saulės aukštyje, Saulės aukščio ir spindulio kelio ilgio atmosferoje santykis bus toks, kaip parodyta lentelėje. . 10.

Bendras spinduliuotės susilpnėjimas atmosferoje bet kuriame Saulės aukštyje gali būti išreikštas Bouguer formule: Im= I0*pm, čia Im – atmosferoje pakitęs saulės spinduliuotės intensyvumas žemės paviršiuje; I0 - saulės konstanta; m – spindulio kelias atmosferoje; Saulės aukštyje 90° lygus 1 (atmosferos masė), p – skaidrumo koeficientas (trupinis skaičius, rodantis, kokia spinduliuotės dalis pasiekia paviršių esant m=1).
Saulės aukštyje 90°, kai m=1, saulės spinduliuotės intensyvumas žemės paviršiuje I1 yra p kartų mažesnis už Io, t.y. I1=Io*p.
Jei Saulės aukštis yra mažesnis nei 90°, tai m visada yra didesnis nei 1. Saulės spindulio kelias gali susidėti iš kelių atkarpų, kurių kiekvienas lygus 1. Saulės spinduliuotės intensyvumas ties riba tarp pirmasis (aa1) ir antrasis (a1a2) segmentai I1 akivaizdžiai lygus Io *p, spinduliavimo intensyvumas pravažiavus antrąjį segmentą I2=I1*p=I0 p*p=I0 p2; I3 = I0p3 ir tt

Atmosferos skaidrumas yra įvairus ir skiriasi įvairiomis sąlygomis. Realios atmosferos skaidrumo ir idealios atmosferos skaidrumo santykis – drumstumo koeficientas – visada didesnis už vienetą. Tai priklauso nuo vandens garų ir dulkių kiekio ore. Didėjant geografinei platumai, drumstumo koeficientas mažėja: platumose nuo 0 iki 20° Š. w. jis yra vidutiniškai 4,6 platumose nuo 40 iki 50° šiaurės platumos. w. - 3,5, platumose nuo 50 iki 60° šiaurės platumos. w. - 2,8 ir platumose nuo 60 iki 80° šiaurės platumos. w. – 2.0. Vidutinio klimato platumose drumstumo koeficientas žiemą yra mažesnis nei vasarą, o ryte – mažesnis nei dieną. Jis mažėja didėjant ūgiui. Kuo didesnis drumstumo koeficientas, tuo didesnis saulės spinduliuotės susilpnėjimas.
Išskirti tiesioginė, išsklaidyta ir visa saulės spinduliuotė.
Saulės spinduliuotės dalis, kuri per atmosferą prasiskverbia į žemės paviršių, yra tiesioginė spinduliuotė. Dalis atmosferos išsklaidytos radiacijos virsta difuzine spinduliuote. Visa saulės spinduliuotė, patenkanti į žemės paviršių, tiesioginė ir išsklaidyta, vadinama visa spinduliuote.
Tiesioginės ir difuzinės spinduliuotės santykis labai skiriasi priklausomai nuo debesuotumo, atmosferos dulkėtumo, taip pat nuo Saulės aukščio. Esant giedram dangui, išsklaidytos spinduliuotės dalis neviršija 0,1%, esant debesuotam dangui, išsklaidyta spinduliuotė gali būti didesnė nei tiesioginė spinduliuotė.
Esant mažam saulės aukščiui, bendrą spinduliuotę beveik vien sudaro išsklaidyta spinduliuotė. Esant 50° saulės aukščiui ir giedram dangui, išsklaidytos spinduliuotės dalis neviršija 10-20%.
Vidutinių metinių ir mėnesinių bendros spinduliuotės verčių žemėlapiai leidžia pastebėti pagrindinius jos geografinio pasiskirstymo modelius. Metinės bendros spinduliuotės vertės pasiskirsto daugiausia zoniškai. Didžiausią metinį bendros spinduliuotės kiekį Žemėje gauna atogrąžų vidaus dykumų paviršius (Rytų Sachara ir centrinė Arabija). Pastebimą bendros radiacijos sumažėjimą ties pusiauju sukelia didelė oro drėgmė ir gausūs debesys. Arktyje bendra spinduliuotė siekia 60-70 kcal/cm2 per metus; Antarktidoje dėl dažno giedrų dienų ir didesnio atmosferos skaidrumo jis yra kiek didesnis.

Birželio mėnesį šiaurinis pusrutulis, o ypač vidaus atogrąžų ir subtropikų regionai, gauna didžiausią spinduliuotės kiekį. Saulės spinduliuotės kiekiai, kuriuos paviršius gauna vidutinio klimato ir poliarinėse platumose šiauriniame pusrutulyje, mažai skiriasi, daugiausia dėl ilgos dienos poliariniuose regionuose. Suminės spinduliuotės pasiskirstymo zonavimas aukščiau. žemynuose šiauriniame pusrutulyje ir pietų pusrutulio atogrąžų platumose beveik nėra išreikšta. Jis geriau pasireiškia šiauriniame pusrutulyje virš vandenyno ir aiškiai išreikštas ekstratropinėse pietų pusrutulio platumose. Netoli pietinio poliarinio rato bendra saulės spinduliuotė artėja prie 0.
Gruodžio mėnesį didžiausi radiacijos kiekiai patenka į pietų pusrutulį. Aukštai esantis Antarktidos ledo paviršius, pasižymintis dideliu oro skaidrumu, birželio mėnesį gauna žymiai daugiau bendros radiacijos nei Arkties paviršius. Dykumose yra daug karščio (Kalaharis, Didžioji Australija), tačiau dėl didesnio okeaniškumo pietiniame pusrutulyje (didelės oro drėgmės ir debesuotumo įtaka) šilumos kiekis čia yra kiek mažesnis nei birželio mėn. tos pačios šiaurinio pusrutulio platumos. Šiaurinio pusrutulio pusiaujo ir atogrąžų platumose bendra radiacija kinta palyginti nedaug, o jos pasiskirstymo zoniškumas aiškiai išreikštas tik į šiaurę nuo šiaurinio tropiko. Didėjant platumai, bendra radiacija gana greitai mažėja, jos nulinė izoliacija yra šiek tiek į šiaurę nuo poliarinio rato.
Visa į Žemės paviršių patenkanti saulės spinduliuotė iš dalies atsispindi atgal į atmosferą. Nuo paviršiaus atsispindėjusios spinduliuotės kiekio ir ant paviršiaus patenkančios spinduliuotės kiekio santykis vadinamas albedas. Albedas apibūdina paviršiaus atspindėjimą.
Žemės paviršiaus albedas priklauso nuo jo būklės ir savybių: spalvos, drėgmės, šiurkštumo ir tt Šviežiai iškritęs sniegas pasižymi didžiausiu atspindžiu (85-95%). Ramus vandens paviršius, kai ant jo vertikaliai krenta saulės spinduliai, atsispindi tik 2-5%, o kai saulė žemai – beveik visi ant jo krentantys spinduliai (90%). Sauso chernozemo albedas - 14%, šlapias - 8, miškas - 10-20, pievų augmenija - 18-30, smėlio dykumos paviršius - 29-35, jūros ledo paviršius - 30-40%.
Didelis ledo paviršiaus albedas, ypač padengtas ką tik iškritusiu sniegu (iki 95 proc.), yra žemos temperatūros poliariniuose regionuose priežastis vasarą, kai saulės spinduliuotės antplūdis ten yra didelis.
Žemės paviršiaus ir atmosferos spinduliuotė. Bet kuris kūnas, kurio temperatūra aukštesnė nei absoliutus nulis (didesnė nei minus 273°), skleidžia spinduliavimo energiją. Bendra juodo kūno spinduliuotė yra proporcinga jo absoliučios temperatūros (T) ketvirtajai laipsniai:
E = σ*T4 kcal/cm2 per minutę (Stefano-Boltzmanno dėsnis), kur σ yra pastovus koeficientas.
Kuo aukštesnė spinduliuojančio kūno temperatūra, tuo trumpesnis skleidžiamų nm spindulių bangos ilgis. Karšta Saulė siunčia į kosmosą trumpųjų bangų spinduliuotė. Žemės paviršius, sugerdamas trumpųjų bangų saulės spinduliuotę, įkaista ir taip pat tampa spinduliuotės (žemės spinduliuotės) šaltiniu. Bet kadangi žemės paviršiaus temperatūra neviršija kelių dešimčių laipsnių, tai ilgųjų bangų spinduliuotė, nematoma.
Žemės spinduliuotę didžiąją dalį sulaiko atmosfera (vandens garai, anglies dioksidas, ozonas), tačiau 9-12 mikronų bangos ilgio spinduliai laisvai išeina už atmosferos ribų, todėl Žemė praranda dalį šilumos.
Atmosfera, sugerdama dalį per ją sklindančios saulės spinduliuotės ir daugiau nei pusę žemės spinduliuotės, pati spinduliuoja energiją tiek į kosmosą, tiek į žemės paviršių. Atmosferos spinduliuotė, nukreipta į žemės paviršių link žemės paviršiaus, vadinama prieš spinduliuotę.Ši spinduliuotė, kaip ir antžeminė spinduliuotė, yra ilgos bangos ir nematoma.
Atmosferoje yra du ilgųjų bangų spinduliuotės srautai – spinduliuotė iš Žemės paviršiaus ir spinduliuotė iš atmosferos. Skirtumas tarp jų, lemiantis faktinius žemės paviršiaus šilumos nuostolius, vadinamas efektyvi spinduliuotė. Kuo aukštesnė skleidžiamo paviršiaus temperatūra, tuo didesnė efektyvioji spinduliuotė. Oro drėgmė sumažina efektyvią spinduliuotę, o debesys ją labai sumažina.
Didžiausi metiniai efektyvios spinduliuotės kiekiai stebimi atogrąžų dykumose – 80 kcal/cm2 per metus – dėl aukštos paviršiaus temperatūros, sauso oro ir giedro dangaus. Prie pusiaujo, esant didelei oro drėgmei, efektyvioji spinduliuotė siekia tik apie 30 kcal/cm2 per metus, o jos vertė žemei ir vandenynui labai skiriasi. Mažiausia efektyvi spinduliuotė poliariniuose regionuose. Vidutinio klimato platumose žemės paviršius praranda maždaug pusę šilumos kiekio, kurį jis gauna sugerdamas bendrą spinduliuotę.
Atmosferos gebėjimas perduoti trumpųjų bangų saulės spinduliuotę (tiesioginę ir išsklaidytą spinduliuotę) ir sulaikyti ilgųjų bangų spinduliuotę iš Žemės vadinamas šiltnamio efektu. Šiltnamio efekto dėka vidutinė žemės paviršiaus temperatūra yra +16°, nesant atmosferos būtų -22° (38° žemesnė).
Radiacijos balansas (likutinė spinduliuotė).Žemės paviršius vienu metu gauna spinduliuotę ir ją išleidžia. Radiacijos antplūdį sudaro visa saulės spinduliuotė ir atmosferos priešinga spinduliuotė. Vartojimas yra saulės šviesos atspindys nuo paviršiaus (albedo) ir žemės paviršiaus spinduliuotė. Skirtumas tarp gaunamos ir išeinančios spinduliuotės radiacijos balansas, arba likutinė spinduliuotė. Spinduliuotės balanso reikšmė nustatoma pagal lygtį

R = Q*(1-α) - I,

čia Q yra bendra saulės spinduliuotė, patenkanti į paviršiaus vienetą; α - albedas (frakcija); I – efektyvi spinduliuotė.
Jei pajamos didesnės už srautą, radiacijos balansas yra teigiamas, jei pajamos mažesnės už srautą, balansas yra neigiamas. Naktį visose platumose radiacijos balansas yra neigiamas, dieną prieš pietus visur teigiamas, išskyrus aukštąsias platumas žiemą; po pietų – vėl neigiamas. Vidutiniškai per dieną radiacijos balansas gali būti teigiamas arba neigiamas (11 lentelė).


Žemės paviršiaus spinduliuotės balanso metinių sumų žemėlapyje matyti staigus izoliacijų padėties pokytis, kai jos juda iš sausumos į vandenyną. Paprastai vandenyno paviršiaus radiacijos balansas viršija sausumos radiacijos balansą (albedo ir efektyvios spinduliuotės įtaka). Radiacijos balanso pasiskirstymas paprastai yra zoninis. Vandenyne tropinėse platumose metinės radiacijos balanso vertės siekia 140 kcal/cm2 (Arabijos jūra) ir neviršija 30 kcal/cm2 ties plūduriuojančio ledo riba. Nukrypimai nuo vandenyno radiacijos balanso zoninio pasiskirstymo yra nežymūs ir atsiranda dėl debesų pasiskirstymo.
Pusiaujo ir atogrąžų platumų sausumoje metinės radiacijos balanso vertės svyruoja nuo 60 iki 90 kcal/cm2, priklausomai nuo drėgmės sąlygų. Didžiausios metinės radiacijos balanso sumos stebimos tose vietovėse, kur albedo ir efektyvioji radiacija yra santykinai maža (tropiniai atogrąžų miškai, savanos). Jų vertės mažiausios labai drėgnose (didelis debesuotumas) ir labai sausose (didelės efektyvios spinduliuotės) zonose. Vidutinėse ir didelėse platumose metinė radiacijos balanso vertė mažėja didėjant platumai (bendros spinduliuotės sumažėjimo poveikis).
Metiniai radiacijos balanso kiekiai centriniuose Antarktidos regionuose yra neigiami (kelios kalorijos 1 cm2). Arktyje šių dydžių vertės yra artimos nuliui.
Liepos mėnesį žemės paviršiaus radiacijos balansas žymioje pietinio pusrutulio dalyje yra neigiamas. Nulinė pusiausvyros linija eina tarp 40 ir 50° pietų platumos. w. Didžiausia radiacijos balanso reikšmė pasiekiama vandenyno paviršiuje šiaurinio pusrutulio atogrąžų platumose ir kai kurių vidaus jūrų, pavyzdžiui, Juodosios jūros, paviršiuje (14-16 kcal/cm2 per mėnesį).
Sausio mėnesį nulinė balanso linija yra tarp 40 ir 50° šiaurės platumos. w. (virš vandenynų kiek pakyla į šiaurę, virš žemynų leidžiasi į pietus). Didelė dalis šiaurinio pusrutulio turi neigiamą radiacijos balansą. Didžiausios radiacijos balanso vertės apsiriboja pietinio pusrutulio atogrąžų platumose.
Vidutiniškai per metus žemės paviršiaus radiacijos balansas yra teigiamas. Tokiu atveju paviršiaus temperatūra nekyla, o išlieka maždaug pastovi, o tai galima paaiškinti tik nuolatiniu šilumos pertekliaus suvartojimu.
Atmosferos radiacijos balansą sudaro, viena vertus, jos absorbuota saulės ir žemės spinduliuotė ir, kita vertus, atmosferos spinduliuotė. Jis visada yra neigiamas, nes atmosfera sugeria tik nedidelę saulės spinduliuotės dalį ir išmeta beveik tiek pat, kiek paviršius.
Paviršiaus ir atmosferos radiacijos balansas, kaip visuma, visoje Žemėje per metus vidutiniškai yra lygus nuliui, tačiau platumose jis gali būti ir teigiamas, ir neigiamas.
Tokio radiacijos balanso pasiskirstymo pasekmė turėtų būti šilumos perdavimas kryptimi nuo pusiaujo iki ašigalių.
Šilumos balansas. Radiacijos balansas yra svarbiausias šiluminio balanso komponentas. Paviršiaus šilumos balanso lygtis parodo, kaip patenkanti saulės spinduliuotės energija paverčiama žemės paviršiuje:

kur R yra spinduliuotės balansas; LE - šilumos suvartojimas garavimui (L - latentinė garavimo šiluma, E - garavimas);
P - turbulentinė šilumos mainai tarp paviršiaus ir atmosferos;
A – šilumos mainai tarp paviršiaus ir apatinių dirvožemio ar vandens sluoksnių.
Paviršiaus spinduliuotės balansas laikomas teigiamu, jei paviršiaus sugerta spinduliuotė viršija šilumos nuostolius, ir neigiama, jei ji jų nepapildo. Visos kitos šilumos balanso sąlygos laikomos teigiamomis, jei dėl jų paviršiaus prarandama šiluma (jei atitinka šilumos suvartojimą). Nes. gali keistis visos lygties sąlygos, šiluminis balansas nuolat sutrinka ir vėl atsistato.
Aukščiau aptarta paviršiaus šilumos balanso lygtis yra apytikslė, nes joje neatsižvelgiama į kai kuriuos nedidelius, o tam tikromis sąlygomis svarbius veiksnius, pavyzdžiui, šilumos išsiskyrimą užšalimo metu, jos sunaudojimą atšildymui ir kt.
Atmosferos šiluminis balansas susideda iš atmosferos spinduliavimo balanso Ra, iš paviršiaus gaunamos šilumos, Pa, šilumos, išsiskiriančios atmosferoje kondensacijos metu, LE ir horizontalaus šilumos perdavimo (advekcijos) Aa. Atmosferos radiacijos balansas visada yra neigiamas. Šilumos antplūdis dėl drėgmės kondensacijos ir turbulentinio šilumos perdavimo dydis yra teigiami. Šilumos advekcija vidutiniškai per metus lemia jos perkėlimą iš žemų platumų į aukštas platumas: tai reiškia, kad žemose platumose prarandama šiluma, o didelėse platumose – šilumos padidėjimas. Ilgalaikėje išvestinėje atmosferos šiluminis balansas gali būti išreikštas lygtimi Ra=Pa+LE.
Paviršiaus ir atmosferos šilumos balansas kartu kaip visuma yra lygus 0 ilgalaikiu vidurkiu (35 pav.).

Per metus į atmosferą patenkančios saulės spinduliuotės kiekis (250 kcal/cm2) imamas 100 proc. Saulės spinduliuotė, prasiskverbianti į atmosferą, dalinai atsispindi nuo debesų ir grįžta už atmosferos ribų – 38%, iš dalies sugeria atmosfera – 14% ir iš dalies tiesioginės saulės spinduliuotės pavidalu pasiekia žemės paviršių – 48%. Iš 48 %, pasiekiančių paviršių, 44 % jis sugeria, o 4 % atsispindi. Taigi Žemės albedas yra 42% (38+4).
Žemės paviršiaus sugeriama spinduliuotė sunaudojama taip: 20% prarandama per efektyvią spinduliuotę, 18% išleidžiama išgaravimui nuo paviršiaus, 6% sunaudojama oro šildymui turbulentinės šilumos mainų metu (iš viso 24%). Paviršiaus šilumos suvartojimas subalansuoja jo patekimą. Atmosferos gaunama šiluma (14% tiesiai iš Saulės, 24% nuo žemės paviršiaus) kartu su efektyvia Žemės spinduliuote nukreipiama į kosmosą. Žemės albedas (42 %) ir radiacija (58 %) subalansuoja saulės spinduliuotės patekimą į atmosferą.

Buvau tarp tų, kurie mėgo gulėti paplūdimyje po kaitria saule. Viskas buvo taip, kol negavau labai sunkaus nudegimo. Saulės poveikis žmogui nėra toks nekenksmingas. Papasakosiu daugiau apie saulės spinduliuotę ir ko iš jos tikėtis.

Kas yra saulės spinduliuotė ir iš kokių rūšių ji kyla?

Visi žinome, kokia svarbi Saulė yra mūsų planetai. Visa jo skleidžiama energija vadinama saulės spinduliuote. Jos kelias nuo pačios žvaigždės iki Žemės yra labai ilgas, todėl dalis saulės energijos sugeriama, o dalis yra išsklaidyta. Saulės spinduliuotė skirstoma į keletą tipų:

• tiesus;
• neblaivus;
• iš viso;
• absorbuojamas;
• atsispindėjo.

Tiesioginė saulės spinduliuotė yra ta, kuri pilnai pasiekia Žemės paviršių, o išsklaidyta spinduliuotė neprasiskverbia į atmosferą. Kartu šios dvi spinduliuotės vadinamos visa. Tam tikra saulės šilumos dalis patenka į žemės paviršių. Tokia spinduliuotė paprastai vadinama absorbuota. Kai kurios žemės sritys gali atspindėti saulės spindulius. Iš čia ir kilęs pavadinimas – atspindėta saulės spinduliuotė. Prieš saulėtekį visa Saulės energija. Kai Saulė nėra labai aukštai, didžioji dalis spinduliuotės yra išsklaidyta.

Saulės spinduliuotės poveikis žmonėms

Saulė gali ir pagerinti jūsų sveikatą, ir turėti neigiamos įtakos. Jei per dažnai esate saulės šviesoje, padidėja rizika susirgti odos ligomis, įskaitant vėžį. Be to, gali atsirasti regėjimo problemų.

Nors daug būti saulėje kenkia, niekada nenorėčiau gyventi šiauriniuose regionuose, kur žmonės nuolat laukia saulėtų orų. Nepakankamas saulės poveikis gali sutrikdyti organizmo medžiagų apykaitą ir sukelti antsvorį. Vaikams saulės trūkumas taip pat labai nepageidautinas.

Normaliomis gyvenimo sąlygomis saulės spinduliuotė palaiko žmogaus sveikatą norimame lygyje. Visi organai ir sistemos veikia be sutrikimų. Apskritai saulės spinduliavimas yra geras saikingai, ir tai visada reikia atsiminti.

Atsakymas į klausimą, kas yra saulės spinduliuotė, yra visas saulės skleidžiamos šviesos spektras. Ji apima matomą šviesą ir visus kitus elektromagnetinio spektro spinduliuotės dažnius. Palyginti su žinomais energijos šaltiniais Žemėje, Saulė skleidžia milžiniškus energijos kiekius. Saulės skleidžiama spinduliuotė yra jos šilumos produktas, kurį sukelia branduolių sintezė saulės šerdyje. Saulės spinduliuotę tyrinėja mokslininkai, nes Saulės įtaka žmogaus organizmui ir visai planetai yra labai didžiulė.

Tik nedidelė saulės spinduliuotės dalis kada nors pasiekia Žemę: didžioji jos dalis išspinduliuojama į tuščią erdvę. Tačiau dalis, kuri iš tikrųjų pasiekia Žemę, yra daug didesnė nei energijos kiekis, kurį Žemėje sunaudoja tokie šaltiniai kaip iškastinis kuras. Milžinišką saulės skleidžiamą energijos kiekį galima paaiškinti didele jos mase ir aukšta temperatūra.

Saulės spinduliuotės rūšys

Bendra saulės spinduliuotė, dažnai vadinama visuotine spinduliuote, yra tiesioginės, išsklaidytos ir atspindėtos spinduliuotės suma. Mums prieinama saulės spinduliuotė visada yra minėtų trijų komponentų mišinys.

Saulės spinduliuotės rūšys

Tiesioginė spinduliuotė

Tiesioginė spinduliuotė gaunama iš saulės spindulių, tiesiogiai judančių iš saulės į žemę. Spinduliavimo kryptis taip pat vadinama spinduliuote arba tiesiogine spinduliuote. Kadangi tiesioginė spinduliuotė – tai tiesia linija judantys saulės spinduliai, susidaro saulės spindulių kelyje atsirandančių objektų šešėliai. Šešėliai rodo tiesioginės spinduliuotės buvimą.
Saulėtose vietose ir vasarą tiesioginė spinduliuotė sudaro beveik 70–80% visos spinduliuotės. Saulės įrenginiai naudoja saulės sekimą, kad sugertų didžiąją dalį tiesioginės spinduliuotės. Jei saulės sekimo sistema neįdiegta, vertinga tiesioginė spinduliuotė nebus užfiksuota.

Difuzinė spinduliuotė

Tiesioginė spinduliuotė turi fiksuotą kryptį. Išsklaidyta spinduliuotė neturi fiksuotos krypties. Kai saulės spindulius išsklaido atmosferoje esančios dalelės, šie išsklaidyti saulės spinduliai sudaro difuzinę spinduliuotę.

Didėjant taršai, didėja ir pasklidosios spinduliuotės kiekis. Kalvotose vietovėse ir žiemos metu išsklaidytos spinduliuotės procentas didėja. Didžiausią išsklaidytos spinduliuotės kiekį fiksuoja saulės baterijos, kai jos laikomos horizontaliai. Tai reiškia, kad saulės kolektorių, kurie yra nukreipti taip, kad būtų galima sekti didžiąją dalį tiesioginės spinduliuotės, plokščių sugaunamos išsklaidytos spinduliuotės kiekis bus sumažintas. Kuo didesnis kampas, kurį saulės baterijos sudaro su žeme, tuo mažesnė bus išsklaidytos spinduliuotės kiekis, kurį sugaus plokštės.

Atsispindėjusi ir pasaulinė spinduliuotė

Atspindėta spinduliuotė yra spinduliuotės komponentas, kuris atsispindi nuo paviršių, išskyrus oro daleles. Nuo kalvų, medžių, namų, vandens telkinių atsispindinti spinduliuotė atspindi atsispindėjusią spinduliuotę. Atspindėta spinduliuotė paprastai sudaro nedidelę pasaulinės spinduliuotės dalį, tačiau snieguotose vietose ji gali sudaryti iki 15%.

Visuotinė spinduliuotė yra tiesioginės, difuzinės ir atspindėtos spinduliuotės suma. Saulės spinduliuotė yra ultravioletinių ir infraraudonųjų bangų derinys. Kiekvienas iš šių komponentų savaip veikia kūną.

Saulės spinduliuotės įtaka žmogaus organizmui

Kalbant apie saulės poveikį žmogaus organizmui, tiksliai nustatyti neįmanoma. Kokią įtaką tai daro žmonių sveikatai, žalą ar naudą? Saulės spinduliai skleidžia ultravioletinę ir infraraudonąją spinduliuotę. Saulės spinduliai yra tarsi kilokalorijos, gaunamos iš maisto. Jų trūkumas sukelia išsekimą, o perteklius sukelia nutukimą. Taip yra ir šioje situacijoje. Saikingas saulės spinduliuotės kiekis teigiamai veikia organizmą, o ultravioletinių spindulių perteklius sukelia nudegimus ir daugelio ligų vystymąsi. Įtaka

Teigiamas infraraudonųjų spindulių poveikis

Pagrindinė infraraudonųjų spindulių savybė yra ta, kad jie sukuria šiluminį efektą, kuris teigiamai veikia žmogaus organizmą. Šildymo elementas padeda išplėsti kraujagysles ir normalizuoti kraujotaką. Šiluma atpalaiduoja raumenis, suteikia nedidelį priešuždegiminį ir analgezinį poveikį. Šilumos įtakoje pagreitėja medžiagų apykaita ir normalizuojasi biologiškai aktyvių komponentų asimiliacijos procesai. Infraraudonoji saulės spinduliuotė stimuliuoja smegenis ir regos aparatą.

Įdomu! Saulės spinduliuotės dėka jis sinchronizuoja biologinius kūno ritmus, pradedant nuo miego ir budrumo. Gydymas infraraudonaisiais saulės spinduliais pagerina odos būklę ir naikina spuogus. Šilta šviesa pakelia nuotaiką ir pagerina žmogaus emocinį foną. Jie taip pat pagerina vyrų spermos kokybę ir potenciją.

Teigiamas ultravioletinių spindulių poveikis

Nepaisant visų ginčų dėl neigiamo ultravioletinės spinduliuotės poveikio organizmui, jos nebuvimas gali sukelti rimtų sveikatos problemų. Tai vienas iš svarbiausių egzistavimo veiksnių. Ir ultravioletinių spindulių trūkumas organizme sukelia šiuos pokyčius:
Pirma, jis susilpnina imuninę sistemą (pirmiausia poveikis yra kūno ląstelėms). Taip yra dėl sutrikusio vitaminų ir mineralų įsisavinimo, medžiagų apykaitos sutrikimų ląstelių lygiu.

Saulė papildo vitamino D trūkumą

Yra tendencija vystytis naujoms ar paūmėti lėtinėms ligoms, dažniausiai pasitaikančioms komplikacijoms. Pastebėta letargija, lėtinio nuovargio sindromas ir sumažėjęs efektyvumo lygis. Ultravioletinės šviesos trūkumas vaikams neleidžia susidaryti vitaminui D ir sulėtėja. Tačiau reikia suprasti, kad per didelis saulės aktyvumas organizmui nebus naudingas.

Neigiamas saulės poveikis

Infraraudonųjų ir ultravioletinių bangų poveikio laikas turi būti griežtai ribojamas. Pernelyg didelė saulės spinduliuotė:

• gali išprovokuoti bendros organizmo būklės pablogėjimą (vadinamasis terminis šokas dėl perkaitimo);
• neigiamai veikia odą, gali sukelti nuolatinius pokyčius;
• pablogina regėjimą;
• sukelia hormoninius sutrikimus organizme;
• gali išprovokuoti alerginių reakcijų vystymąsi;
• gali sukelti neigiamą poveikį žmogaus genomui ir žmogaus DNR struktūrai;
• neigiamai veikia vaisius;
• neigiamai veikia žmogaus psichiką.

Saulės poveikis odai

Per didelis saulės spinduliuotės kiekis sukelia rimtų odos problemų. Per trumpą laiką rizikuojate nudegti ar susirgti dermatitu. Tai yra mažiausia problema, su kuria galite susidurti, kai karštą dieną esate užburti saulės. Jei tokia situacija kartosis pavydėtinu reguliarumu, saulės spinduliai paskatins piktybinių navikų susidarymą odos melanomos atveju.

Be to, ultravioletinė spinduliuotė išsausina odą, todėl ji tampa plona ir jautri. Tačiau nuolatinis gyvenimas po tiesioginiais spinduliais pagreitina senėjimo procesą, todėl atsiranda ankstyvų raukšlių.

Neigiamas poveikis regėjimui

Saulės šviesos poveikis regos aparatams yra didžiulis. Iš tiesų šviesos spindulių dėka gauname informaciją apie mus supantį pasaulį. Dirbtinis apšvietimas tam tikrais atžvilgiais gali būti natūralios šviesos alternatyva, tačiau kalbant apie skaitymą ir rašymą naudojant lempos šviesą, jis padidina akių įtampą.
Kalbant apie neigiamą poveikį žmogui ir matomą saulės šviesą, tai reiškia akių pažeidimus dėl ilgalaikio buvimo saulėje be akinių nuo saulės.
Dėl diskomforto, kurį galite patirti, galite patirti akių skausmą, paraudimą ir fotofobiją. Didžiausias tinklainės pažeidimas yra deginimas. Taip pat galima išsausinti odą ir formuoti raukšles.

Radiacijos poveikis žmogaus organizmui erdvėje

Kosminė spinduliuotė yra vienas iš pagrindinių skrydžio į kosmosą pavojų sveikatai. Tai pavojinga, nes turi pakankamai energijos pakeisti arba sunaikinti DNR molekules, kurios gali pažeisti arba nužudyti ląsteles. Tai gali sukelti sveikatos problemų nuo ūmaus poveikio iki ilgalaikio poveikio.

Ūmūs poveikiai, tokie kaip kraujo pokyčiai, viduriavimas, pykinimas ir vėmimas, būna lengvi ir praeina. Kiti ūmaus spinduliavimo padariniai yra daug rimtesni, pavyzdžiui, centrinės nervų sistemos pažeidimas ar net mirtis. Toks poveikis neturėtų atsirasti dėl kosminės spinduliuotės poveikio, nebent astronautas yra veikiamas saulės dalelių, pavyzdžiui, saulės blyksnio, kuris sukuria dideles radiacijos dozes.