Солнечная радиация

Прежде чем достигнуть земли, солнечная радиация при про­хождении через земную атмосферу высотой 60—70 км подвер­гается изменениям двоякого рода: во-первых, не все излучение солнца доходит до земной поверхности, так как вследствие по­глощения солнечных лучей воздухом и примесями воздуха в ниж­них слоях атмосферы часть излучения рассеивается атмосферой, окружающей землю; но лучи различных длин волн рассеиваются различно. Особенно сильно поглощаются и рассеиваются атмосфе­рой короткие лучи (ультрафиолетовые, фиолетовые и синие).

Это поглощение прямо пропорционально толщине воздушного слоя, содержащего водяные пары и всевозможную пыль.

Лучи солнечной радиации достигают земной поверхности в различных процентных отношениях.

Приводимая таблица наглядно показывает, что земной атмо­сферой наиболее поглощаются лучи с короткой волной (58—61%) и наименее — с длинной волной (24—30%).

Сумма энергии всех лучей — ультрафиолетовых, оптических и инфракрасных, — выраженная в тепловых единицах, оценивается на границе земной атмосферы в 1,95 кал/мин на 1 см2 поверхно­сти, перпендикулярной к лучу солнца.

Туман, дым, копоть задерживают в нижних слоях воздуха до 75% падающих на землю лучей.

Для лечения и закаливания лучистой энергией большое прак­тическое значение имеют высокогорные местности. Благодаря чи­стоте и прозрачности горного воздуха, общая интенсивность сол­нечной радиации и относительное содержание в ней ультрафио­летовых лучей достигают максимума. Установлено, что чем выше данная местность над уровнем моря, тем больше доходит до нее ультрафиолетовых лучей.

       Количество ультрафиолетовых лучей в приморских местностях меньше, чем на горных высотах, даже в одной и той же геогра­фической местности. Лечебные свойства приморских местностей непосредственно зависят не только от количества ясных солнеч­ных дней и продолжительности солнечного сияния, но и от коли­чества и состава солнечной радиации. Для каждой местности расположенной у моря, большое значение имеют ее географическое положение и климатические особенности. Чем ближе при­морская местность к югу, к экватору, тем больше количество сол­нечных дней в году и больше число солнечных часов в течение дня. Но в солнечной радиации там относительно мало ультра-фиолетовых лучей, так как они поглощаются водяными па­рами.

Практическим пределом поглощения ультрафиолетовой ра­диации для местностей на уровне моря считают длину волн в 300 mµ, ввиду значительного поглощения ультрафиолетовых лу­чей атмосферой этих местностей.

В одной и той же местности в течение дня количественный и качественный состав радиации непрерывно изменяется. По мно­гочисленным данным, приведенным различными авторами, мак­симальное количество солнечных лучей падает на землю в полдень. В это время и солнечная радиация наиболее насыщена ультрафиолетовыми лучами.


По наблюдениям Бойко, Корчагина и других, количество сол­нечных лучей начинает увеличиваться от восхода солнца до полу­дня и к заходу солнца постепенно уменьшается. Состав солнеч­ного света можно считать почти однородным от 11 до 15час.причем в утренние часы в солнечном свете несколько меньше ультрафиолетовых лучей; после 15 час. в нем преобладают крас­ные и инфракрасные лучи. Воздух насыщается еще отраженными от воды и излучаемыми от нагретой поверхности земли тепло­выми лучами.

Если всю сумму доходящей до нас энергии при высоком солнце считать равной 1,3 кал., а для 7 час. утра — 0,9 кал., то она рас­пределится.

Солнечная радиация подвергается различным изменениям и качественно и количественно не только по указанным выше при­чинам, но и в зависимости от времени года. Общая интенсивность солнечной радиации наиболее значительна в летние месяцы — июнь, июль, август. По данным Бойко, количество прямой солнеч­ной радиации, распределенное по месяцам и выраженное в кало­риях, на севере в пределах 60° широты и на юге в пределах 45° широты с марта по июнь почти равно, а с июля по сентябрь по­лучается разница в 1,5—2 раза в пользу юга. Та же картина, по­данным Калитина, наблюдается в Якутске и Ташкенте. Несмотря на большую разницу в широтах, а следовательно и в высотах солнца, в весенние месяцы — март и апрель — количество тепла, получаемое горизонтальной поверхностью, в Якутске почти такое же, как в Ташкенте.

Диффузный, или рассеянный, свет. На каждый предмет, на каждое существо на земле, в том числе и на человека, принимаю­щего солнечную ванну, падает троякое освещением 1) прямой солнечный свет; 2) рассеянный дневной свет небесного свода, или так называемый диффузный свет, и 3) лучи, отраженные от окру­жающих предметов: от почвы, горных возвышенностей, скал, де­ревьев, облаков и пр.

Мы уже указывали, что при прохождении через атмосферу часть солнечной радиации поглощается атмосферой, а часть рас­сеивается. Рассеянная солнечная радиация состоит главным образом из ультрафиолетовых, фиолетовых, синих, голубых лучей.

При безоблачном небе рассеивание происходит от молекул воздуха и мельчайших пылинок. Красные лучи рассеиваются слабее фиолетовых.

       В безоблачные дни рассеянный свет доходит до наименьшей величины. В дни, когда в небе ярко-белые кучевые облака, осо­бенно возрастает интенсивность рассеянного света. Приносимая диффузным светом лучистая энергия, выраженная в тепловых единицах на 1 ом2 горизонтальной поверхности, может в некото­рые благоприятные моменты облачного дня достигать почти по­ловины энергии прямой солнечной радиации. При ярко-белых ку­чевых облаках диффузная радиация неба усиливается.

По данным Калитииа, на долю рассеянной радиации прихо­дится значительная часть солнечной радиации — до 32%.

       Перед восходом солнца до земной поверхности доходит почти одна рассеянная радиация. После восхода процент рассеянной радиации уменьшается за счет увеличения прямой, солнечной радиации. Но даже при большой прозрачности атмосферы на горе Эльбрус на вершине в 3200 м («Кругозор») при высоте солнца в 50° рассеянная радиация, по данным Калитина, достигала 6%, а в Ялте при той же высоте солнца вследствие значительной запы­ленности воздуха доходила до 27%. При небольшом же количе­стве облаков величина рассеянной радиации атмосферы значи­тельно увеличивалась.

Полезная информация:
figura.inf.ua - При копировании материалов, активная ссылка на сайт обязательна!