Задание 1.Ознакомиться с различными видами лучистой энергии Солнца.

Солнечная радиация является основным источником энергии на Земле. Количественно лучистая энергия характеризуется мощностью потока радиации, поступающей в единицу времени на единицу поверхности и называется интенсивностью радиации. Интенсивность потока радиации измеряется в Вт/м² (1кал/(см² мин)=698 Вт/м²). На практике обычно используют данные суммы радиации за какой-либо период: декаду, месяц, вегетационный период. Проходя сквозь атмосферу лучистая энергия Солнца частично поглощается, рассеивается и отражается от облаков и земной поверхности. Поэтому различают: прямую, рассеянную и отраженную радиацию. Радиация, поступающая на Землю непосредственно от солнечного диска в виде пучка параллельных солнечных лучей, называется прямой солнечной радиацией (S). Приход прямой радиации на земную поверхность зависит от угла падения солнечных лучей (h0). Поток прямой солнечной радиации, падающей на горизонтальную поверхность, называется инсоляцией: S`=S sin h0.

Часть солнечной радиации, проходя через атмосферу, рассеивается молекулами атмосферных газов и аэрозолем и создает рассеянную радиацию (D). Прямая и рассеянная солнечная радиация в сумме составляют суммарную радиацию Q=S`+D. Часть солнечной радиации, отраженная от поверхности Земли, называется отраженной солнечной радиацией (Rк). Количество отраженной солнечной радиации зависит от свойств отражающей поверхности: цвета, шероховатости, влажности и т.д. Отражательную способность поверхности характеризует ее альбедо – отношение отраженной солнечной радиации к суммарной, выраженное в процентах: Ак=(Rк/Q)100%

Собственное излучение Земли (Ез), как физического тела, имеющего температуру выше абсолютного нуля, направлено в атмосферу и почти полностью поглощается ею.

Атмосфера, поглощающая некоторую часть солнечной радиации и практически все собственное излучение Земли, нагревается и также излучает энергию. Около 30% этого излучения уходит в космос, а 70% приходит к поверхности Земли и называется встречным излучением атмосферы (Еа). Количество энергии, излучаемое атмосферой, зависит от ее температуры, содержания углекислого газа, озона и облачности. Поверхность Земли поглощает это встречное излучение почти целиком. Это влияние атмосферы называют парниковым эффектом, оно является важным дополнительным источником тепла, помимо поглощаемой солнечной радиации.

Разность между собственным излучением поверхности Земли и встречным излучением атмосферы называют эффективным излучением Еэф= Ез–Еа.

В ясные и малооблачные ночи эффективное излучение значительно больше, чем в пасмурные, поэтому сильнее охлаждается земная поверхность. Днем эффективное излучение перекрывается поглощенной суммарной радиацией, поэтому температура земной поверхности повышается. В средних широтах земная поверхность за счет эффективного излучения теряет примерно половину того количества тепла, которое получает от поглощения солнечной радиации (70-140 Вт/м²).

Радиационный баланс земной поверхности это разность между приходящими и уходящими потоками лучистой энергии:

B=S`+D+Ea-Eз-Rк.

Это же уравнение можно записать в следующем виде:

B=Q-Rк-Еэф.

Для ночного времени уравнение радиационного баланса таково:

B=Еа-Ез, или В= - Еэф.