Солнечная радиация
Солнечная радиация — электромагнитное и корпускулярное излучение Солнца. Данный термин не означает радиацию в «бытовом» смысле этого слова (ионизирующее излучение).
Солнечная радиация измеряется мощностью переносимой ею энергии на единицу площади поверхности (Вт/м2) (см. Солнечная постоянная). В целом, Земля получает от Солнца менее 0,5×10−9 (одной двухмиллиардной) от энергии его излучения.
Электромагнитная составляющая солнечной радиации распространяется со скоростью света и проникает в земную атмосферу. До земной поверхности солнечная радиация доходит в виде прямых и рассеянных лучей.Спектральный диапазон электромагнитного излучения Солнца очень широк — от радиоволн (солнечные радио-всплески)[1] до рентгеновских лучей — однако максимум его интенсивности приходится на видимую (жёлто-зелёную) часть спектра.
Существует также корпускулярная часть солнечной радиации, состоящая преимущественно из протонов, движущихся от Солнца со скоростями 300—1200 км/с (см. Солнечный ветер). Во время солнечных вспышек образуются также частицы больших энергий (в основном протоны и электроны), образующие солнечную компоненту космических лучей.
Энергетический вклад корпускулярной составляющей солнечной радиации в её общую интенсивность невелик по сравнению с электромагнитной. Подавляющая доля частиц задерживается атмосферой Земли либо поглощается верхними слоями земной атмосферы, поэтому в ряде приложений термин «солнечная радиация» используют в узком смысле, имея в виду только её электромагнитную часть.
ВОЗ признала солнечную радиацию достоверным канцерогеном[2].
Влияние солнечной радиации на климат
Солнечная радиация — главный источник энергии для всех физико-географических процессов, происходящих на земной поверхности и в атмосфере.
Солнечной радиации подвергается дневная сторона поверхности Земли. Солнечная радиация полностью не блокируется облачностью, и частично достигает поверхности Земли при любой погоде в дневное время за счёт прозрачности облаков для тепловой компоненты спектра солнечной радиации. Для измерения солнечной радиации служат пиранометры и пиргелиометры.
Сумма радиации, полученной небесным телом, зависит от расстояния между планетой и звездой — при увеличении расстояния вдвое количество радиации, поступающее от звезды на планету уменьшается вчетверо (пропорционально квадрату расстояния между планетой и звездой). Таким образом, даже небольшие изменения расстояния между планетой и звездой (вызваны наличием эксцентриситета орбиты) приводят к значительному изменению количества поступающей на планету радиации звезды. Эксцентриситет земной орбиты не является постоянным — с течением тысячелетий орбита меняется, периодически образуя практически идеальный круг, иногда же эксцентриситет достигает 5 % (в настоящее время он равен 1,67 %), то есть в перигелии Земля получает в настоящее время в 1,033 больше солнечной радиации, чем в афелии, а при наибольшем эксцентриситете — более чем в 1,1 раза. Гораздо более сильно количество поступающей солнечной радиации зависит от смены времён года — в настоящее время мощность солнечной радиации, поступающей на Землю, остаётся практически постоянной, но на широтах 65 С. Ш. (широта северных городов России, Канады) летом мощность солнечной радиации, отнесённая к единице поверхности, примерно на порядок больше, чем зимой. Это происходит из-за того, что ось вращения Земли по отношению к плоскости орбиты наклонена под углом 23,3°. Избыток радиации летом и недостаток зимой взаимно компенсируются (если не учитывать эксцентриситет земной орбиты), но, с приближением места наблюдения к полюсам, разрыв между зимой и летом становится всё более существенным. Так, на экваторе разницы между зимой и летом практически нет. За Полярным кругом же, прямые лучи Солнца не достигают поверхности в течение полугода. Таким образом формируются особенности климата различных регионов Земли. Кроме того, периодические изменения эксцентриситета орбиты Земли могут приводить к возникновению различных геологических эпох: к примеру, ледникового периода.
Таблицы
| Средняя дневная сумма солнечной радиации, кВтч/м²[3] | ||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Лонгйир | Мурманск | Архангельск | Якутск | Санкт-Петербург | Москва | Новосибирск | Берлин | Улан-Удэ | Лондон | Хабаровск | Ростов-на-Дону | Сочи | Находка | Нью-Йорк | Мадрид | Асуан |
| 1,67 | 2,19 | 2,29 | 2,96 | 2,60 | 2,72 | 2,91 | 2,74 | 3,47 | 2,73 | 3,69 | 3,45 | 4,00 | 3,99 | 3,83 | 4,57 | 6,34 |
| Средняя дневная сумма солнечной радиации в декабре, кВтч/м²[3] | ||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Лонгйир | Мурманск | Архангельск | Якутск | Санкт-Петербург | Москва | Новосибирск | Берлин | Улан-Удэ | Лондон | Хабаровск | Ростов-на-Дону | Сочи | Находка | Нью-Йорк | Мадрид | Асуан |
| 0 | 0 | 0,05 | 0,16 | 0,17 | 0,33 | 0,62 | 0,61 | 0,97 | 0,60 | 1,29 | 1,00 | 1,25 | 2,04 | 1,68 | 1,64 | 4,30 |
| Средняя дневная сумма солнечной радиации в июне, кВтч/м²[3] | ||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Лонгйир | Мурманск | Архангельск | Якутск | Санкт-Петербург | Москва | Новосибирск | Берлин | Улан-Удэ | Лондон | Хабаровск | Ростов-на-Дону | Сочи | Находка | Нью-Йорк | Мадрид | Асуан |
| 4,99 | 5,14 | 5,51 | 6,19 | 5,78 | 5,56 | 5,48 | 4,80 | 5,72 | 4,84 | 5,94 | 5,76 | 6,75 | 5,12 | 5,84 | 7,41 | 8,00 |
| Отражение солнечной радиации от поверхности Земли | ||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Снег чистый | Трава зелёная | Лес лиственный | Почва | Вода | ||||||||||||
| 71 % | 20-25 % | 15-20 % | 10-30 % | 9 % | ||||||||||||
| Источник:[4] | ||||||||||||||||
Ссылки
Солнечная радиация. Географический словарь. Экологический центр «Экосистема». Дата обращения: 22 мая 2011.
Пособие "Измерение солнечного излучения в солнечной энергетике". Дата обращения: 13 июня 2021. Архивировано из оригинала 5 июля 2013 года.