Л.Т. Матвеев - Курс общей метеорологии. Физика атмосферы (1115251), страница 36
Текст из файла (страница 36)
Максимальные значения потока солнечной радиации /чеке (кВт/м') в пунктах, располоуксннык ивисе 600 и над уровнем моря Таблнца 6.4. Максимальные значения потока солнечной раднацнн 1 „„, (кВт/м') в горных районах Объясняется это тем, что атмосфера в низких широтах содержит больше водяного пара и примесей, чем в высоких. С увеличением высоты над уровнем моря потоки солнечной радиации возрастают, что объясняется уменьшением оптической тол1цины т(г). Вследствие этого и 1„„, в горных районах (табл. 6.4) больше, чем на равнинной местности, Приведем значения потока 1 на различных высотах по измерениям во время подъема аэростата при высоте Солнца около 50'.
лам ... 0 0,5 1 2 3 4 5 6 7 8 1кВт/м' .. 0,76 0,82 0,89 1,01 1,06 1,09 1,11 1,14 1,17 1,20 ' л км ... 9 10 11 !2 13 15 20 25 29 ! кВт/и' .. 1,21 1,22 1,23 1,24 1,24 1,25 1,27 1,28 1,28 Поток 1 растет с увеличением высоты сравнительно быстро в нижних слоях и более медленно в верхних. Средние значения потоков 1 и 1' по данным наблюдений на семи станциях СССР (общее число измерений превышает 13000) при разных высотах Солнца и различной прозрачности атмосферы приведены в табл.
6.5 и 6.6. Таблица 6.5 составлена по данным непосредственных измерений при различных высотах Солнца. Анализ наблюдений, выполненных Н. Н. Калитиным, показал, что потоки при одинаковых значениях т и р для всех семи станций близки между собой. Благодаря этому все данные измерений можно было объединить и получить средние (нормальные) значения потоков солнечной радиации при разных высотах Солнца и прозрачности атмосферы. 1!" Рваввиививыа режим вгмввоврм ?65 И Число камере. кка Првврвчваств б.з !!,з !4,3 !з,з зов мл Очень низкая Низкая Пониженная Нормальная Повышенпак Высокая Идеальная атмосфера 0,91 0,67 0,54 0,43 0,34 0,27 0,13 0,110 О,!70 0,237 0,476 0,4!9 0,522 0,837 0,208 0,292 0,372 0,552 О, 568 0,667 0,949 0,272 0,3 64 0,452 0,636 0,644 0,745 0,998 0,366 0,456 0,541 О, 644 0,735 0,828 1,053 0,487 0,588 0,670 0,769 0,852 0,942 1,131 0,595 0,699 0,768 0,852 0,926 1,000 1,1?3 17 83 340 !023 658 47 Орвввтвцвк склонов с ', св ', в сз юз юв 0,87 0,74 0,61 0,46 0,37 0,98 0,95 0,93 0,86 0,79 1,09 1,!7 1,20 1,22 1,!7 1,50 1,25 1,32 1,38 1,32 1,!1 1,19 1,24 1,27 1,23 1,00 0,99 0,97 0,93 0,86 0,89 0,77 0,65 0,50 0,42 0,83 О,бб 0,49 0,27 0,14 1О 20 30 45 60 !5 20 зз 75 0,9! 0,67 0,51 0,43 0,34 0,27 0,13 0,0! 0„02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,11 0,04 0,05 0,06 0,08 0,09 0,1! 0,16 0,13 0,16 0,19 0,22 0,25 0,29 0,36 0,07 О,!О 0,12 0,15 0,17 0,20 0,26 0,19 0,22 0,26 0,30 0,34 0,38 0,46 0,24 0,29 0,34 0,38 0,43 0,48 0,56 0,37 0,44 0,48 0.54 0,59 0,64 0,75 0,50 0,58 0,62 0,68 0,73 0,79 0,91 0,61 0,68 0,73 0,80 0,86 0,9! 1,05 0,70 0,78 0,84 0,91 0,97 1,03 1,17 0,74 0,82 0,89 0,96 1,12 1„08 1,22 5 Рассеянная радиация таблица 6.5.
поток прямой солнечной радиации (кВт?мз) иа перпеиднкулврную поверхность Таблица 6.6. Потек примой солнечной радиации (кВт/мз) на горизонтальную поверхность (инсолвцня) Потоки 7' (табл. 6.6) для высот Солнца от 7 до 40' рассчитаны по данным табл. 6.5 путем интерполяции (и последующего умножения на з)п Ьв), а для высот 50, 60, 75 и 90' — с помощью формулы В. Г.
Кастрова: сначала по значению потока У при т = 1,5 был найден параметр с, а затем рассчитаны потоки 7 и 7' при значениях т, соответствующих этим высотам Солнца. Определяющее влияние на поток прямой солнечной радиации оказывает облачность. Из данных, проанализированных Н. Н. Калитиным, следует, что при малых высотах Солнца (до 15 — 20') даже в случае облаков верхнего яруса (С1, Сз) поток 7' в Ленинграде равен нулю. При высоко-кучевых облаках 7' становится отличным от нуля лишь при Ьо= 30'.
Слоистые и слоисто-кучевые (равио как и слоисто-дождевые) облака полностью задерживают прямую солнечную радиацию при всех высотах Солнца. Потоки солнечной радиации на наклонные поверхности. Потоки солнечной радиации, поступающие на наклоненные (под некоторым углом а) и горизонтальные поверхности существенно различаются. 6 Ослабление сввивчиеа рвлиаиии В табл. 6.7 приведены значения отношений осредненных за год потоков прямой солнечной радиации на наклонную и горизонтальную поверхности при различной крутизне склонов (а) и различной их ориентации. Эти данные относятся к средним широтам (54 — 62' с.
ш,). Таблица 6.7. Значения отношений потоков прямой солнечной радиации на наклонную и горизонтальную поверхности Для осредненных за год радиационных балансов значения таких отношений в случае северной ориентации склонов составляют 0,92 — 0,95 при и = 10' и 0,85 — 0,88 при и = 20'! в случае южной ориентации склонов составляют 1,02 — 1,04 при а=!О' и 1,05— 1,10 прн а = 20'. Рассеянная радиация представляет собой солнечную радиацию, претерпевшую рассеяние в атмосфере.
Количество рассеянной радиации, поступающей на единичную горизонтальную поверхность в единицу времени, носит название потока рассеянной радиации; поток рассеянной радиации будем обозначать через Поскольку первоисточником рассеянной радиации служит прямая солнечная радиация, поток ! должен зависеть от факторов, которые определяют 7, а именно: а) высоты Солнца йо (чем больше й., тем больше !); б) прозрачности атмосферы (чем больше р, с, т тем меньше !); в) облачности. Как следует из табл. 6.8, составленной Н. Н. Калитиным по набл!одениям в Ленинграде, под влиянием облачности поток расс сянной радиации по сравнению с безоблачным небом, как правило, довольно значительно увеличивается.
Исключение сост в- аляют облака нижнего яруса (81, Яс) при малых высотах Солнца ()зе(10 — 15'). Наибольших значений поток ! достигает при облаках среднего (Ас) и верхнего (Сз) ярусов, когда он в 2 — 3 раза больше, чем при безоблачных условиях. Связать поток рассеянной радиации с потоком прямой позволяют следующие рассуждения. Если к земной поверхности посту- 1бб Раднацноннык режим атмосберм Ослабление солнечнок радиации "Ф Форма обла- ков 15 1 20 ! 25 20 ~ 25 40 ! 50 2,5 75 ш 50 Зо 50 1О Безоблачно С! Сз Ас Аз Яс 81 Хз СЬ 0,00 0,01 0,01 0,01 0,01 0,00 0,00 0,01 0,02 0,03 0,03 0,02 0,00 0,01 0,18 0,15 0,13 О,!О 0,06 0,02 0,04 0,04 0,04 0,04 0,01 0,14 0,01 0,04 0,06 0,08 0,06 0,06 0,03 о,'аз 0,02 0,04 0,1? 0,18 0,15 О,!5 0,12 0,13 0,10 0,10 0,06 0,06 0,05 0,09 0,10 О,П 0,09 0,06 0,04 0,04 0,05 0,06 О,П 0,13 0,15 0,12 0,09 0,06 0,04 0,07 0,16 0,14 0,12 0,09 0,06 0,06 0,13 0,16 0,18 0,14 0,12 0,07 0,06 0,08 0,13 0,15 0,11 0,13 0,09 0,10 0,08 0,08 0,05 0,06 0,07 0,15 0,19 0,22 О,!7 0,14 0,09 0,06 0,01 0,08 0,18 0,24 0,27 0,21 0,19 0,11 0,08 0,12 0,08 0,20 0,28 0,31 0,24 0,23 0,13 0,10 0,14 0,12 О,!О 0,08 0,07 0,05 0,10 0,09 0,08 0,06 0,04 0,08 0,08 0,06 0,05 0,04 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,67 0,54 0,43 0,34 О,!3 О,З Таблица 6.8.
Поток рассеяяиой радиации (кВт/м') при безоблачном небе и сплошной облачности различных форм пает поток 1, то потеря прямой солнечной радиации в атмосфере равна разности 1,— 1. В идеальной атмосфере вся эта радиация переходит в рассеянную. При симметричной форме индикатрисы молекулярного рассеяния к земной поверхности направляется половина всего количества рассеянной радиации.
Таким образом, поток рассеянной радиации на горизонтальную поверхность 1 = Ь (1о — 1) 51П ЬФ. Множитель Ь, в идеальной атмосфере равный '/2, в реальных условиях„когда часть потока 1, поглощается, как следует из сравнения с опытными данными, близок к '/з. Если воспользоваться формулой В. Г. Кастрова (3.17) и соотношением 51пйо = 1/т, то последняя формула примет вид 1 = Ьс/ или 1 = Ьс Мил * На основании формул (5.1) можно сделать следующие выводы. 1.
При заданной прозрачности атмосферы (с=сонэ!) поток 1 пропорционален 1, т. е. увеличение высоты Солнца (уменьшение т) сопровождается увеличением потока рассеянной радиации. 2. Отношение 1/1 зависит только от прозрачности атмосферы, и по опытным данным для высот Солнца от 10 до 75' оно близко к 0,22; 0,17; 0,12; 0,09 и 0,04 соответственно при низкой (с = 0,67), пониженной (с=0,54), нормальной (с = 0,43), повышенной (с= = 0,34) прозрачности и в идеальной атмосфере (с = 0,13).
3. Отношение 1/1' растет с уменьшением высоты Солнца и прозрачности атмосферы. Указанные выводы иллюстрирует табл. 6.9, построенная по результатам наблюдений в Ленинграде, Москве, Саратове и Франкфурте-на-Майне (обобщение и анализ данных выполнены М. С. Аверкневым и С. И. Сивковым ). Из таблицы следует, что Таб ца 6.9. Поток рассеянной ! радиации (кВт/м') при различной прозрачмести безоблачной атмосферы при заданной прозрачности (с=сонэ!) поток 1 растет с увеличением высоты Солнца, а при фиксированной высоте Солнца— с понижением прозрачности. Рассеянная радиация, так же как и прямая, имеет хорошо выраженный суточный ход. При этом максимум достигается в момент наибольшей высоты Солнца, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
