4. Радиация (В.Н. Сорокина, Г.В. Суркова - Руководство к лабораторным занятиям по климатологии и метеорологии)

олнечпую радиацию, в состав которой входят длины злскт-' 1магни гных воли 1<4 мкм, в метеорологии принята называть коротковолновой. В пределах этого диапазона в солнечном спектре различают ультрафиолетовую ()'<0,40 мкм), видимую (1=0,40-0,76 мкм) н инфракрасную (Х>0,76 мкм) части.

Солнечная радиация характеризуется плотностью потока радиации — количествам лучистой энергии, прихадящеи ил единицу площади в единицу времени. Измеряегся она и Вт/и'(илн кбтlм~), зта означают, что на 1 и' в секунду поступает 1 Дях !'Нли 1 кДж) лучистой знер- гии. Различают прямчо и рассеянную коротковолновую радивцита.:,' радиация, поступающая па земную паверхпасгь от всех точек ", небесного сюда„назмваизт рагсеяииов (О).

Солнечная !зддиапия, посткпающая непОсредственно От салнечнаГО диска, назыкается прямой солнечной радиаиией (5). Прямую солнечную радианнкх поступаюи~ую на верхнюю гра-::. ницу земной атмасфе1зи, называют солнечной Росяяояллой (Ь,,). 11ри среднем расстоянии от Земля да Сонмища 1; — — 1,37б кВЫм',: У земной поверхности прямая солнечны радиация всегда значи- '; тельна меньше этой величины, так ках, проходя через атмосфер),:: солнечная энергия ослабляется вследстнис Отражения, поглоще-":. ния и рассеяния молекулами воздуха и взвешенными частицами,", (пылинками, каплямн„кристалламн). Ослабление солнечной ра-,, диации в атмосфере характеризуется коэффициентом ослабления;: или коэффициен гом нразрачиост ир, Для расчета прямой солнеч.:.: ной радиации„ослабленной в атмосфере и приходящей на ияри! нелдихуляриую лучу поверхность, обычно прниеняют'формул' Бугера (Ву! 6): Ь'.

= 8„- р"'. (4,$' где У вЂ” прямы солнечная радиация, Вт/и', при масса агмасфе ' ' гл", Л', - солнечны постоянная: р — коэффициент прозрачности 26 массе атмОсферы и!; ж —.масса атмосферы на пути сОлнечных лучей, и=!7з!и А; Ь- высота Солнца над горизонтом. При малых ;игачелиях высоты Солнца (М ! 0') масса находится ие па формуле, и па таблице Бемпордда. Из формулы (4.1) следует ! ° (4,7.) Прямая солнечная радиация, приходящая на горизоитиальаув зюасрхиасть, вычисляется по формуле Л" =Б з|ий. (4З)' Сумма прямси и рассеянной солнечной радиации, приходящей !!в горизонтальную земнута поверхность, представляет сОООй ~:кимирирю солнечную радиацию Д = У+.О.

(4.4) (;.уммариая радиация, дошедшаядоземпай павсрхноспь частично !сражается от нсс,, формируя поток отраженной радиации Л, като-;:-' -имй направлен от поверхности земли в атмосферу Остальная часть Ф'." фммарнай солнечной радиации пгялошвстся лодспиа1ои!ей повар'';а!.иййатыа. Сггнотзснис аграижп1ой О. поверхности радиации к прнхо.,~~фйвй суммарной радиации называется атьбадо А = Я 7 Д, Вели''ч!яйив ядьбсдо харакзеризует отражательную спасабтюа'ь земной йРИЮСГИ Н ВЫРажаатСЯ В ДОЛЯХ ~ЛИИИЦЫ ИЛИ В ПРОЦЕНтаХ. 'Е'';$фйас гь между приходящей суммарной радишщсй и игражсн:1в!дикцией называют ло. юиуеиаой радиацией, нли баяаисам Яяпяинтоой радиаиии: В„=Д-Я=Я-Д А=Д (1 — А). (4.5) '1!)Оихд ь земли и земная атмосфера„как и все тела, имеюйе1звтуру выше абсолютного нуля, также излучают радиа' ую условие называ1от д.пащоеолноеой (Х = 4- ! 00 мкм).

' Ю1ое излучение зсмиай поверхности по закону Стефа' цмани пропорционально четвертой степени ее темпе- (4.б) ц16" Йт/(м~К4) — постоянная Стефана- Вол ьпмаиа, Ь— ' Мя 'ЕдуЧатсльная спасобнаеть деятельной поверхиас'йтйей части естественных поверхностей Ь 0,95. ъ%1" Излучение атмосферы направлено как к Земле, так и в мировое пространство. Часть длитп1оаол нового атмосферного излученл я, направленного вниз и лоступаклдс1 о к земной поверхности„называется встречным имучением атмосферы и обозначается Е .

. Разность мелку встречным излучением атмосферы Е и собственным излучением земной поверхности ь, представя»ет собой баланс д,влнноеолноеой радна11оо В: л' З„= /.'„— Е,. (4.7) Величина В,, взятая с обратным знаком, называется зффеклгияное излученлж земной поеер»ласти Е . Общай радиалионный баланс земной лолерхносл1а представляет собой ранность между приходящими и уходящими потокам н коротковолновой и длннноволновой радиации: В = Вя + В„= (.з - 11 - Е (4Ж Актинометричесиие нзялерении Акн1ннометрия — раздел геофизики, в котором нлучаютси м- РСНОС И НРЕВРВЩЕНИЯ ИЗЛУл1СННЯ а атцсофЕРС, ГЛДРОСфЕРС И На,ПО верхйости Земли В практике актннометрических измерений разлнча1от приборы сзбсаяяннные (не требующие градунровки по другому прибору) и олгнос1олеяьаые (требующие сравнения показаний с абсол1отным прибором).

Поток нрниой солнечной радиации измеряется пнргелиометрами и а1о инометрами различных конструкций. Рассеянная и итралсенная радиация определяется пиравометрами (альбедоиетрами); Балансомеры использу от для определения радиайоонного баланса. Общий принпип действия ахтинометрическнх приборов основан На ТОМ, ЧТО Нол ЯОЗДЕЙСТВИЕМ ПОТОКа Ралнацин РаЗНЫЕ ЗЛЕМСИТЫ приемной ловерх11ости приборов„. за счет особенностеи конструкции и составляющих материалов, нагреваются в разной степени. ЭП~ Приаоднз К ВОЗНИКНОВЕНИЮ ТсрМОаЛЕКТрнл1ССКОГО тОКа, ИЗМЕ- ренные его значения далее пересчитываются в величину потока радиации. ~'с = "~"т (4 с) где У- интенсивность радиации, ю — плопзадь властии" ки, а- сс козффлннент поглощения' Приход телла Ю~„па пласТннку В (см.

рис. 4.1) за Одну Рис. 4Л. Скема компенсационного оиреелиометр а Адсо людные лрийор м Компенсационньяй ииргелиомстр Аигстрема Комнслсационный пиргелнометр Ангс Гремя — абсол1отный прибор, нозволяниций по силе компспсирукндего тока определять прямую солиечнуа радиация в Вт/м'. Вго приемной частью служат две одинаковые тонкие ыаппаниновые пластинки В и С (рис.

4.1), зачсрнснные сверху. К 1пгжней части пластинок прикреплены через изолятор два сная тсрмозлемента, состояи[сго из "меднОго н константа.нового проводников. В цепь термо . злемента включают злектроизмерительный прибор (например, 1альяанометр или мультиметр) 6. 11ри измерениях прямой солнечной радиации одна пластинка С подвергается, действию солнечных лучей, а другая В в зто врем» затенена.

Багрсвалне.пластиня1 С и приклеенного к ней одного кз спаса термоэлеме1па сол- ЛСЧНЫМИ ЛУчаМИ КОМПЕНСИРУЕТСЯ ИСКУССтВЕИНЫМ НЛГРЕВВНИЕМ Пяаотя11ки Б посредством нропускання через нее злектричсскаотока 1 от блтарси Е. Для регулирования компенсирующего тока и его нлчнгло измерения в нагревательную цепь иклкльнот реосяал К и миллнамнсрметр А. полна» компенсадия достигается при равенстве температуры Обеих пластинок и и л ( нри атом Отсчет эйектронзмс" рительпого прибора 6 (гальваиогя стра, мультиметра) должен вернуться к аулевощ"Зпачени1о- Рассчитать количество приходящего от солнца тепла' на пластинку С (см, рис.

4.1) за одну секунду мйжко так: .