Солнечная радиация это: Солнечная радиация – HiSoUR История культуры

Солнечная радиация. Актуальные вопросы!

Образование меланина в коже является защитной реакцией организма на ультрафиолетовое излучение, поэтому особенно много меланина в коже африканцев. Но загорелый человек и даже темнокожий не застрахованы от солнечных ожогов, которые со временем могут приводить к развитию новообразований.

Конечно, солнечное излучение нельзя считать главной причиной старения или рака кожи. Чаще всего, это последствия ультрафиолетовой эритемы — покраснения, которое может продолжаться от десяти часов до нескольких дней. По сути это — воспалительная реакция, ожог кожи, в результате чего происходят дегенеративные изменения в клетках кожи, волокнистых тканях и кровеносных сосудах. Это приводит к фотодерматозам, геперпигментации, кератозам (утолщению рогового слоя) и ускорению старения кожи.

• Солнечное излучение — причина раннего увядания кожи. Ультрафиолет усиливает продукцию свободных радикалов, что приводит к перегрузке антиоксидантной защиты организма. Антиоксидантными свойствами обладают токоферолы, некоторые гормоны, коэнзим Q10, тиоловые соединения (содержащие серу), аскорбиновая кислота, и пр., выработка которых в организме с возрастом уменьшается. А при интенсивном УФ-облучении их количество резко снижается. Происходит опущение тканей, кожа теряет цвет, становиться более грубой, сухой и морщинистой. Поэтому нашими союзниками в борьбе за красоту и молодость стали фитоэстрогены, убихинон, селен, супероксиддисмутаза и другие антиоксиданты, которыми богата косметика JASON и БАД компании «АСТРУМ». Крем-маска «Дикий Ямс»,в состав которого входят изофлавоны — растительные фитоэстрогены, благотворно влияет на синтез коллагена.
  Использование крема перед сном придаёт коже хороший тонус и эластичность, замедляет процессы фотостарения, в том числе возрастной кожи. Чтобы сохранить «сердце» клеточных систем и уменьшить риск развития онкозаболеваний, не обойтись без нутрицевтиков, восполняющих недостаток веществ, интенсивно расходующихся во время пребывания на солнце. Мощное антиоксидантное и мембраностабилизирующее действие, оказывают: препарат Аструм Энержи и косметические средства серии Q10: сыворотка и пенка Q10, которые защищают от повреждения клетки кожи, регулируют окислительно-восстановительные процессы и повышают адаптационные возможности организма в жаркое время.
• УФ-излучение инициирует процессы разрушения и старения кожи — цепное фотоокисление липидов, которое, как и другие цепные реакции, могут затормозить антиоксиданты. А восстановить кожу помогут полиненасыщенные жирные кислоты. «Совершенное решение» — питательный крем Ester-CCreme® служит мощной «ловушкой» свободных радикалов, содержит альфа-липоевую кислоту, тормозящую развитие окислительного стресса. Крем незамедлительно восстанавливает липидный «бислой» кожи и улучшает её барьерные функции.
• К последствиям чрезмерного УФ-облучения относят утолщение в два раза рогового слоя кожи (омертвевших клеток) и формирование неорганизованных волокон коллагена, называемого в косметологии «солнечным следом». Если это повторяется несколько раз, результат неутешительный: образуется сеть мелких морщин, фиксируются глубокие и происходит повреждение межклеточного пространства дермы — гликанового геля кожи. Исследования подтверждают, что у людей с бледной кожей, после 15 мин пребывания на солнце, происходит разрушение и накопление деформированного коллагена и гликанового геля, которое продолжается в течение недели. Использование маски NEOLEOR 2 раза в неделю останавливает процесс разрушения коллагена, активизирует процесс восстановления собственного водного геля кожи и улучшает его качество. Прекрасно гидратирует (наполняет влагой) все слои кожи, обеспечивает хороший дренаж и заметную подтяжку тканей. Является уникальным очищающим средством, освобождающим кожу от мёртвых клеток, не разрушая защитного живого слоя кожи.
• Сосуды в коже становятся более расширенными, стенки истончаются, активизируются местные воспалительные процессы, индуцируется эритема кожи. Снять покраснение, восстановить и укрепить эластичность сосудов помогают нутрицевтики: Аструм Васкулярис-комплекс, Аструм СауэрБерри и косметические препараты из серии Ester-C. Ценнейший комплекс Ester-C®, включающий в себя нейтральную эстерифицированную форму витамина С, является антиоксидантом, меланоблокатором и поддерживает рост новых клеток коллагена и эластина.
• УФ-излучение подавляет кожный иммунитет. В период солнечной активности часто прогрессируют различные инфекционные вирусные заболевания кожи, особенно герпес и демодекоз. Препарат ImmugenÒ содержит мощный комплекс антиоксидантов, защищающих кожу от повреждения, ускоряет регенерацию и повышает иммунитет.

• Применение средств с высокой SPF защитой создает ложное ощущение безопасности, и мы излишне долго находимся на солнце. Мы должны понимать, что солнцезащитные средства не гарантируют отсутствия отрицательных последствий УФ-излучения. Кроме того, реальное количество крема, наносимого именно для защиты должно составлять 2 мг на кв.см, в то время как большинство людей наносят на кожу значительно меньшую дозу! Нужно также помнить, что распад Уф-фильтров происходит приблизительно через два часа. Далее возможен фототоксичный эффект, способный вызывать аллергический контактный дерматит. Таким образом, фильтры помогают, но не спасают!

  Альтернативное решение — нанесение под УФ — протекторы (и введение в их состав), биологически активных компонентов — антиоксидантов растительного происхождения. Это вызывало большой интерес и широкое применение, как в профессиональной косметологии, так и в программах для ежедневного ухода.

  JASON предлагает средства, эффективно уменьшающие продукцию активного кислорода и обладающие долговременной активной формой защиты: масло Жожоба имеет 100% совместимость с кожным салом, масло Витамин Е 5000

  – витамин «молодости», гель Алое вера — интенсивное увлажнение и заживление, крем «Время чая» — редкий комплекс антиоксидантов эффективно защищает кожу от преждевременного старения, сыворотка Q10 и пенка Q10 – содержит убихинон и жизненно необходимый фермент супероксидисмутазу .

  Эти средства JASON необходимы для сохранения здоровья, красоты и молодости кожи. Их можно использовать как под солнцезащитные кремы так и самостоятельно. Благодаря тому, что косметические средства содержат натуральные

  органические соединения, которые поглощают солнечную радиацию в нужном диапазоне волн, они сохраняют кожу здоровой и обеспечивают красивый загар.

  Ультрафиолет и здоровье.

  • Летом организм задействует свои резервы. Периферические сосуды расширяются, чтобы усилить теплоотдачу с поверхности кожи. Это приводит к тяжести и отеку ног, снижению давления, и даже обморокам. Летом сердце работает с перегрузкой, наблюдаются скачки давления, тахикардия.Поэтому в летний сезон хорошо поддержать сердечно-сосудистую систему препаратом из боярышника. «Сердечная Ягода» (Heart berry) увеличивает кровоснабжение и питание сердечной мышцы, уменьшает гипоксию, активизирует обменные процессы в миокарде и считается лучшей профилактикой возрастных изменений.
  • Избыток ультрафиолета угнетает иммунитет, вызывает нарушение обменных процессов, работы эндокринной системы, неблагоприятно сказывается на центральной нервной системе. Летом происходит большая потеря жидкости (при +27 до 2 литров в день). Пить нужно постоянно, ведь жажда наступает тогда, когда организм потерял как минимум 1% влаги. Кстати, кондиционеры усугубляют ситуацию. Восполнить потерю минералов, и необходимых нутриентов летом
    Вам помогут наши препараты. «Зеленый тоник» — хлорофиллин способствует обновлению тканей и сохранению собственной влаги в коже. Улучшает детоксикацию организма. Исследователи считают, что хлорофилл блокирует процессы злокачественного перерождения клеток. Аструм Бон-Эйд — уменьшает проницаемость мембран клеток и обладает противовоспалительным, антиаллергическим, противоотёчным и противовирусным действием. Поддерживает кислотно-щелочное равновесие в организме и улучшает обмен веществ. Поддерживает синтез коллагена, эластина и гликозаминогликанов, необходимых для нормального развития костей, хрящей, волос и ногтей. Аструм СиЭйч-комплекс — способствует снижению потерь кальция, укреплению и восстановлению хрящевой ткани, помогает сохранять и восстанавливать волокна коллагена, улучшает эластичность и тонус кожи и сосудов, замедляет процессы старения. Стимулирует процессы регенерации кожи, обладает противоотёчным и противовоспалительным действием.Аструм Моно-S – защищает организм от свободных радикалов и токсинов. Повышает активность ферментов.
  • Еще один отсроченный отрицательный эффект от УФ-излучения это воспалительная реакция глаз! Для глаз опасны даже небольшие дозы ультрафиолета. Через некоторое время после облучения может возникнуть сильная боль и ощущение, как будто в глаза попал песок. Повторные облучения глаз могут даже привести к катаракте.Поэтому при интенсивной солнечной нагрузке нужно защищать глаза от дегенеративных изменений не только с помощью тёмных очков, а также изнутри, давая питание органам зрения и антиоксидантную защиту в течение всего летнего сезона. Комплекс Аструм Окулюс обеспечивает антиоксидантное, противовоспалительное и противоаллергическое действие. Способствует нормализации внутриглазного давления, питает и поддерживает работу органов зрения, защищает от негативного воздействия компьютера, УФ-излучения и пр. Помогает сохранить зрение и предотвратить «ночную слепоту».

  Не все знают, что восприимчивость к УФ — излучению увеличивается при применении лекарственных препаратов (антибиотиков, иммуносупрессоров, нестероидных противовоспалительных препаратов, сульфаниламидов, мочегонных средств и пр.). В результате возникает и усиливается пигментация.

  Поэтому при лекарственной терапии нужно поменьше бывать на солнце, принимать нутрицевтики для снятия побочных действий лекарств и особенно хорошо защищать кожу.

  Наслаждайтесь отдыхом в летние солнечные дни под защитой чудодейственных средств компании АСТРУМ!

Графики солнечного излучения—Справка | ArcGIS for Desktop

Выходные данные инструмента Графика солнечного излучения (Solar Radiation Graphics) – растровые представления, которые не являются картами, соответствующие выходным данным анализа площадного и точечного солнечного излучения. Скорее, это представления направлений на полусфере относительно линий, идущих вверх из заданного местоположения. В проекции полусферы центр соответствует зениту, край кругового представления карты – горизонту, а угол относительно зенита пропорционален радиусу. Проекции полушарий не имеют географической системы координат; координаты нижнего левого угла – (0,0).

Непрактичным будет хранить значения видимости для всех местоположений на ЦМР, следовательно, когда входные значения не заданы, для центра входного растра поверхности создается единое представление видимости. Когда заданы входные точечные объекты либо файлы местоположений, для каждого входного местоположения создается несколько растров видимости. Когда задано несколько входных местоположений, выходным будет многоканальный растр, в котором каждый канал соответствует видимости для каждого местоположения.

Таблица входных местоположений может быть классом пространственных объектов либо файлом таблицы. При вводе местоположений через использование таблицы, список точек должен быть задан с использованием координат x,y. При использовании файла координат каждая строка должна содержать пару координат x,y, разделенных пробелом или знаком табуляции. Таблица может быть любого типа: .dbf, INFO, таблица базы геоданных или файл ASCII.

Выходные растры графического представления не используют параметры экстента и размера ячейки. Выходные экстенты всегда соответствуют размеру неба/разрешению, а их размер ячейки равен единице. Однако основной анализ будет использовать параметры среды, и это может повлиять на результаты значений видимости.

Могут быть построены один или два растра карты солнечного излучения, в зависимости от того, включает ли настройка времени перекрывающиеся в течение года положения солнца. Когда создается две карты солнечного излучения, одна соответствует периоду между зимним и летним солнцестоянием (с 22-го декабря по 22-ое июня), а вторая – периоду между летним солнцестоянием и зимним солнцестоянием (с 22-го июня по 22-ое декабря). Когда создается несколько карт солнечного излучения, выходные данные по умолчанию – многоканальный растр.

Широта изучаемой области (единицы измерения: десятичные градусы, значения положительные для северного полушария и отрицательные для южного полушария).

Методика анализа разработана только для ландшафтов локального уровня, поэтому рекомендуется для всей ЦМР использовать одно значение широты. Для больших наборов данных, например, штатов, стран или континентов, результаты инсоляции будут значительно различаться на разных широтах (отличающихся более, чем на 1 градус). Для анализа более обширных географических регионов, необходимо разделить изучаемую территорию на зоны с различными широтами.

Для входных растров поверхности с заданной пространственной привязкой, автоматически вычисляется средняя широта; в противном случае, широта, по умолчанию, будет задана равной 45 градусам. Если вы работаете с входным слоем, используется пространственная привязка фрейма данных.

Размер неба определяется разрешением растров видимости, карты неба и карты солнечного излучения, которые используются в вычислениях радиации (единицы измерения: ячейки на одну сторону) Это перевернутые полусферические растровые представления неба, которые не привязаны к географической системе координат. Эти растры представляют собой квадраты (имеют равное количество строк и столбцов).

Увеличение размера неба повышает точность вычислений, но также значительно увеличивает время, необходимое на выполнение вычислений.

Если параметр дневной интервал маленький (например, < 14 дней), то следует использовать больший размер неба. В ходе анализа для вычисления прямого излучения для представления положения солнца (траекторий движения солнца для конкретных временных периодов) используется карта солнца (определяемая размером неба). При еще меньших интервалах (в днях), если разрешение размера неба недостаточно велико, траектории солнца могут перекрываться, в результате чего для этих траекторий радиация будет равна нулю или ее величины будут незначительны. Увеличение разрешения дает более точный результат.

Значение 10 000 является максимальным размером неба. Значение 200 – это значение по умолчанию, и оно достаточно для больших ЦМР с большими временными интервалами (например, > 14 дней). Значение размера 512 достаточно для вычислений в местоположении точки, где время вычисления – менее важная проблема. В меньших дневных интервалах (например, < 14 дней), рекомендуется использовать большие значения. Например, чтобы вычислить инсоляцию для местоположения на экваторе с временным интервалом = 1 день, рекомендуется использовать размер неба, равный 2800 или выше.

Рекомендуется использовать временные интервалы длиннее 3 дней, так как траектории движения солнца в пределах трех дней, как правило, пересекаются, в зависимости от размера неба и времени года. Для вычислений инсоляции за весь год с месячным интервалом, временной интервал, выраженный в днях, не используется, и программа внутренне применяет интервалы календарного месяца. Значение, предлагаемое по умолчанию, равно 14.

Поскольку вычисления видимости могут быть достаточно интенсивными, для целого ряда заданных направлений вычислений отслеживаются только горизонтальные углы. Действительные значения должны быть множителями 8 (8, 16, 24, 32 и так далее). Как правило, для областей с мягким рельефом подходит значение 8 или 16, в то время как значение 32 должно быть использовано для территорий с сильно расчлененным рельефом. Значение, предлагаемое по умолчанию, равно 32.

Число необходимых направлений вычислений связано с разрешением входной ЦМР. Модель земной поверхности с разрешением 30 м обычно представляет собой довольно сглаженную поверхность, следовательно, для большинства ситуаций достаточно использовать меньшее количество направлений (16 или 32). Для ЦМР с более высоким разрешением, и в особенности, для тех случаев, когда в ЦМР отражены искусственные структуры, количество направлений необходимо увеличить. Увеличение количества направлений повысит точность, но при этом возрастет и время, необходимое на выполнение вычислений.

См. раздел Среда анализа и Spatial Analyst для получения дополнительной информации о среде геообработки данного инструмента.

Ученые опровергли информацию об опасном ультрафиолетовом излучении

На этой неделе информационное пространство взорвалось новостью, что в ближайшие три дня на территории 10 российских регионов ожидается опасный уровень ультрафиолетового излучения. «Российская газета» обратилась к ученым. И вот что нам рассказал Сергей Олемский, первый заместитель директора ИСЗФ СО РАН, доктор физико-математических наук:

— Солярный (солнечный) фактор стабилен и его влияние на нашу жизнь точно такое же, как и всегда. Если все факторы климатообразующие выключить и оставить одно только Солнце, то климат на Земле формировался бы исключительно притоком солнечной радиации. Это и ультрафиолет, и видимый свет, и длинноволновая радиация. Количество этого потока зависит только от географической широты и времени года. Все! Больше ничего на приток солнечной радиации не влияет, особенно в условиях низкой активности Солнца. А она сейчас низкая. Солнце только выходит на новый цикл. И сегодня геомагнитная обстановка в норме.

Есть суточные вариации притока солнечного излучения — день/ночь, и глобальных отклонений от этого ритма нет. То есть ничего страшного не происходит. Коровы не погибнут, надои не уменьшатся, с домашними животными, как, впрочем, и с дикими, тоже все будет в полном порядке. При условии, что они будут продолжать жить на той же широте, что и жили раньше. Вот если их переместить на экватор или в северные широты, где сейчас полярный день, то — да, они получат дозу ультрафиолета больше обычного. Ну что, пусть загорают с применением косметических средств (смеется, — авт).

Что касается людей, для них длительное пребывание на солнце всегда неполезно. Так что, на самом деле, угрозы никакой нет. Основной климатообразующий фактор — перенос атмосферных воздушных масс. Солярный фактор в течение синоптического периода (недели) всегда стабилен, поэтому обычно при прогнозе погоды его не учитывают. Поэтому, когда говорят, что в изменении погоды за сутки или пару суток солярный фактор играет ключевую роль и вызывает какие-то изменения, это не так. Однако на длительных интервалах времени, когда речь идет не о текущих погодных условиях, а о долговременных изменениях климата (от последнего ледникового периода до сегодняшних дней), солнечная активность влияет на температурный режим нашей планеты.

Спросили мы у ученого и о цифрах, которые приводили СМИ. Дескать, опасное ультрафиолетовое излучение будет доходить до 7 баллов. На что Сергей Олемский сообщил, что «это нормальный суточный ход. Каждое лето в солнечный день в наших широтах оно достигает таких значений. В Африке на экваторе — 10-11. А 3-7 находятся в одном диапазоне комфортности».

Солнечная радиация и тепловой баланс

Источником тепловой и световой энергии для Земли является солнечная радиациия. Ее величина зависит от широты места, так как от экватора к полюсам угол падения солнечных лучей уменьшается. Чем меньше угол падения солнечных лучей, тем на большую поверхность распределяется пучок солнечных лучей одинакового сечения, а следовательно на единицу площади приходится меньше энергии.

Благодаря тому, что в течение года Земля совершает 1 оборот вокруг Солнца, перемещаясь, сохраняя постоянство угла наклона своей оси к плоскости орбиты (эклиптики) появляются сезоны года, характеризующиеся разными условиями нагрева поверхности.

21 марта и 23 сентября Солнце стоит в зените под экватором (Дни равноденствия). 22 июня Солнце в зените над Северным Тропиком, 22 декабря – над Южным. На земной поверхности выделяют пояса освещенности и тепловые пояса (по среднегодовой изотерме +20^оС проходит граница теплого (жаркий) пояса; между среднегодовыми изотермами +20^оС и изотермой +10^оС расположен умеренный пояс; по изотерме +10^оС – границы холодного пояса.

Солнечные лучи проходят через прозрачную атмосферу, не нагревая ее, они достигают земной поверхности, нагревают ее, а от нее за счет длинноволнового излучения нагревается воздух. Степень нагрева поверхности, а значит и воздуха, зависят, прежде всего, от широты местности, а также от 1) высоты над уровнем моря (с подъемом вверх температура воздуха уменьшается в среднем на 0,6ºС на 100 м.; 2) особенностей подстилающей поверхности которая может быть разной по цвету и иметь различное альбедо – отражающую способность горных пород. Также разные поверхности имеют разную теплоемкость и теплоотдачу. Вода из-за высокой теплоемкости медленно нагревается и медленно, а суша наоборот. 3) от побережий в глубь материков количество водного пара в воздухе уменьшается, а чем прозрачнее атмосфера, тем меньше рассеивается в ней солнечных лучей каплями воды, и больше солнечных лучей достигает поверхности Земли.

Вся совокупность солнечной материи и энергии, поступающая на землю называется Солнечная радиация. Она делится на прямую и рассеянную. Прямая радиация – это совокупность прямых солнечных лучей, пронизывающих атмосферу при безоблачном небе. Рассеянная радиация – часть радиации, рассеивающаяся в атмосфере, лучи при этом идут во всех направлениях. П + Р = Суммарная радиация. Часть суммарной радиации отраженная от поверхности Земли называется отраженная радиация. Часть суммарной радиации поглощенная поверхностью Земли – поглощенная радиация. Тепловая энергия, движущаяся от нагретой атмосферы к поверхности Земли, навстречу потоку тепла от Земли называется встречное излучение атмосферы.

Годовое количество суммарной солнечной радиации в ккал/см² год (по Т.В. Власовой).

Эффективное излучение – величина, выражающая фактический переход тепла от поверхности Земли к атмосфере. Разница между излучением Земли и встречным излучением атмосферы определяет прогрев поверхности. От эффективного излучения напрямую зависит радиационный баланс – результат взаимодействия двух процессов прихода и расхода солнечной радиации. На величину баланса во многом влияет облачность. Там где она значительная в ночное время она перехватывает длинноволновое излучение Земли не давая ему уйти в космос.

От поступления солнечной радиации напрямую зависят температуры подстилающей поверхности и приземных слоев воздуха и тепловой баланс.

Тепловой баланс определяет температуру, ее величину и изменение на той поверхности, которая непосредственно нагревается солнечными лучами. Нагреваясь, эта поверхность, передает тепло (в длинноволновом диапазоне) как ниже лежащим слоям, так и атмосфере. Саму поверхность называют деятельной поверхностью.

 

Основные составляющие теплового баланса атмосферы и поверхности Земли как целого

Показатель	Величина в %
Энергия поступающая к поверхности Земли от Солнца	100
Радиация, отражаемая атмосферой в межпланетное пространство, в том числе 1) отражается облаками 2) рассеивается	31   24 7
Радиация, поглощаемая атмосферой, в том числе: 1) поглощается облаками 2) поглощается озоном 3) поглощается водяным паром	17 1 3 13
Радиация, достигающая подстилающей поверхности (прямая + рассеянная)	52
Из неё: 1) отражается подстилающей поверхностью за пределы атмосферы 2) поглощается подстилающей поверхностью.	4   48
Из неё: 1) эффективное излучение 2) турбулентный теплообмен с атмосферой 3) затраты тепла на испарение	18 8 22

 

В суточном ходе температуры поверхности, сухой и лишенной растительности, в ясный день максимум наступает после 14 часов, а минимум – около момента восхода Солнца. Нарушать суточный ход температуры может облачность, влажность и растительность поверхности.

Дневные максимумы температуры поверхности суши могут составлять +80^оС и более. Суточные колебания достигают 40^о. Величины экстремальных значений и амплитуды температур зависят от широты места, времени года, облачности, тепловых свойств поверхности, ее цвета, шероховатости, характера растительного покрова, ориентировки склонов (экспозиции).

Нагреваясь, поверхность передает тепло почвогрунтам. На передачу тепла от слоя к слою затрачивается время, и моменты наступления максимальных и минимальных значений температуры в течение суток запаздывает на каждые 10 см примерно на 3 часа. Чем глубже слой, тем меньше тепла он получает и тем слабее в нем колебания температур. На глубине в среднем около 1 м суточные колебания температуры почвы «затухают». Слой в котором они прекращаются называется слоем постоянной суточной температуры.

На глубине 5-10 м в тропических широтах и 25 м в высоких широтах находится слой постоянной годовой температуры, где температура близка к средней годовой температуре воздуха над поверхностью.

Вода медленнее нагревается и медленнее отдает тепло. К тому же солнечные лучи могут проникать на большую глубину, непосредственно нагревая более глубокие слои. Перенос тепла на глубину идет не столько за счет молекулярной теплопроводности, а в большей мере за счет перемешивания вод турбулентным путем или течениями. При остывании поверхностных слоев воды возникает тепловая конвекция, также сопровождающаяся перемешиванием.

В отличие от суши суточные колебания температуры на поверхности океана меньше. В высоких широтах в среднем всего 0,1ºС, в умеренных – 0,4ºС, в тропических – 0,5ºС, Глубина проникновения этих колебаний 15-20 м.

Годовые амплитуды температуры на поверхности океана от 1ºС в экваториальных широтах до 10,2ºС в умеренных. Годовые колебания температуры проникают на глубину 200-300 м.

Моменты максимумов температуры водоемов запаздывают по сравнению с сушей. Максимум наступает около 15-16 часов, минимум – через 2-3 часа после восхода Солнца. Годовой максимум температуры на поверхности океана в северном полушарии приходится на август, минимум – на февраль.

Воздух нижнего слоя атмосферы нагревается за счет передачи ему тепла от подстилающей поверхности за счет термической турбулентности или термической конвекции. В поднимающемся воздухе температура изменяется вследствие адиабатического процесса (за счет преобразования внутренней энергии газа в работу и работы во внутреннюю энергию) в среднем на 0,6º на каждые 100 м. При опускании воздух нагревается на ту же величину.

Распределение тепла в нижнем слое атмосферы может иметь и обратный порядок. Возрастание температуры с высотой называют инверсией, а слой, в котором температура с высотой возрастает, – слоем инверсии. Инверсия бывает радиационной – когда лучи заходящего Солнца нагревают верхние слои воздуха; адвективной– при вторжении (адвекции) теплого воздуха на холодную поверхность; орографическая – из-за скопления холодного воздуха в котловинах.

Суточный и годовой ход температуры в нижнем слое тропосферы до высоты 2 км, в общем, отражает ход температуры поверхности. С удалением от поверхности амплитуды колебаний температуры уменьшаются, а моменты максимума и минимума запаздывают.

Абсолютные максимумы температуры воздуха наблюдались в южном полушарии – в Австралии (+51ºС), в северном полушарии – в Северной Америке (Долина Смерти, США, Гринлэнд-Рэнче +56,7ºС) и на Мексиканском нагорье. Абсолютные минимумы отмечены в Антарктиде (-89,2ºС, ст. Восток) и в Сибири (Верхоянск, -68ºС, Оймякон, -77,8ºС). Самая высокая среднегодовая температура Северной Африке (г. Лу, Сомали, +31ºС), самая низкая – в Антарктиде (ст. Восток, -55,6ºС). До сентября 2012 г. считалось, что самая высокая температура приземного воздуха была измерена в Ливии, Эль-Азизия — +58ºС. Всемирной Метеорологической организацией эти данны ебыли признаны недействительными.

 

Еще статьи о тепловом режиме атмосферы

Радиационный режим

Солнечная радиация является основным источником тепловой энергии почти для всех природных процессов, происходящих в атмосфере и на поверхности земли, а также одним из главных климатообразующих факторов. Приход солнечной радиации к любой точке земной поверхности определяется прежде всего астрономическими факторами — продолжительностью дня и высотой солнца. Продолжительность дня зависит от широты места и вычисляется по времени восхода и захода солнца. За время восхода (захода) солнца принимается момент появления над горизонтом (исчезновения под горизонтом) верхнего края диска солнца.

 

 

На рис. 2 продолжительность дня и ночи в Вологде представлена графически, а в табл. 1 приложения приведено время восхода и захода солнца и продолжительность дня. Самый продолжительный день в Вологде 22 июня (день летнего солнцестояния) длится 18 ч 37 мин, самый короткий 22 декабря — 6 ч 04 мин (день зимнего солнцестояния). В период весеннего (21 м а р та ) и осеннего (23 сентября) равноденствий день равен ночи.

Переход ото дня к ночи (от света к тьме) и обратно совершается постепенно и называется сумерками. Период сумеречного освещения, достаточного для производства работ на открытом воздухе и в помещении у окна, называется гражданским и сумерками. Границами гражданских сумерек являются, с одной стороны, моменты восхода и заход а солнца, с другой — глубина погружения солнца за горизонт на 6— 7° (табл. 1 приложения). Продолжительность сумерек изменяется в течение года, увеличиваясь от 49 мин в марте до 137 мин в июне, к сентябрю продолжительность их снова уменьшается до 48 мин. С середины первой декады июня и до конца месяца вечерние и утренние сумерки сливаются и наблюдаются так называемые «белые ночи».

Положение солнца на небосклоне определяется высотой и азимутом. Высота солнца над горизонтом — это угол, образуемый солнечными лучами при падении на горизонтальную поверхность. Самая большая высота солнца (54°) наблюдается в полдень в июне, самая малая (7°)— в декабре. Азимут — угол между плоскостью меридиана и вертикальной плоскостью , проходящей через солнце,— определяет, с какой стороны падают солнечные лучи. Азимут солнца обычно отсчитывают в обе стороны от направления на юг.

 

 

На рис. 3 схематически (сплошными линиями) изображен путь солнца по небу на 15-е число каждого месяца. Азимут солнца отложен на окружности влево и вправо от направления на юг, высота — по радиусу к центру. С рисунков можно снять приближенные значения высоты и азимута в любой момент времени и в любой день. Например, 15 июня в 13 ч высота солнца равна 53°, азимут 24°, 15 сентября в 9 ч — высота 41°, а азимут 60°. Н а рис. 3 также можно проследить, что место восхода и захода солнца смещается в летние месяцы на север, а в зимние на юг. Так, в июле солнце всходит на северо-востоке, а заходит на северо-западе, в декабре всходит на юго-востоке, а заходит на юго-западе.

2.1. Продолжительность солнечного сияния

Одной из важнейших характеристик радиационного режима является продолжительность солнечного сияния.

Для записи солнечного сияния служит гелиограф универсальной (полярной) модели. Этот прибор несколько преуменьшает данные о солнечном сиянии, так как не всегда регистрирует сияние при малой высоте солнца над горизонтом из-за слабого напряжения радиации.

Различают возможную и фактическую продолжительность солнечного сияния. Возможная (теоретическая) продолжительность в данном пункте равна продолжительности дня. Действительная же продолжительность солнечного сияния зависит от количества и характера облачности, прозрачности атмосферы , степени закрытости горизонта.

При безоблачном небе возможная продолжительность солнечного сияния за год на широте Вологды составила бы 4129 ч. Фактически же солнце светит здесь в среднем 1693 ч в году, что составляет 41 % возможной продолжительности солнечного сияния (табл. 2, см. стр. 16). Отношение (в процентах) наблюдавшейся продолжительности сияния к возможной дает представление о сравнительной ясности неба в данном пункте.

В Вологде минимальная продолжительность солнечного сияния наблюдается в декабре (13 ч), что объясняется наименьшей продолжительностью дня и наибольшей повторяемостью пасмурного неба. С января продолжительность солнечного сияния начинает увеличиваться, особенно резко она увеличивается весной. В апреле солнце уже светит в среднем 187 ч, а в мае 264 ч. Летом, в июле, продолжительность солнечного сияния достигает наибольших значений (292 ч), но нередко максимум смещается на май или июнь, а в отдельные годы — на апрель или август. Осенью с уменьшением продолжительности дня и увеличением повторяемости пасмурной погоды продолжительность солнечного сияния заметно уменьшается: до 124 ч в сентябре и 55 ч в октябре. В отдельные годы количество часов солнечного сияния может значительно отличаться от среднего значения (см. табл. 2).

Число дней без солнца, т. е. таких дней, в которые солнечные лучи в дневное время не достигают поверхности из-за облачности, характеризует условия освещенности. Наибольшее число дней без солнца (25) наблюдается в декабре, наименьшее (1)— в июле.

Летом при безоблачной погоде солнце светит с 3 ч утра до 21 ч вечера, зимой с 8 ч до 15— 16 ч (табл. 2 приложения ). В суточном ходе отмечается увеличение количества солнечного сияния от утра к полудню с максимумом в период с 12 до 14 ч. В мае и августе максим ум смещается на 9— 10 ч, в июне — на 10— 12 ч, что связано с характером суточного распределения облачности. Наиболее часто солнце светит непрерывно по 2— 6 ч. Весной нередко возможна непрерывная продолжительность солнечного сияния до 8— 12 ч, а летом до 14— 18 ч.

 2.2. Солнечная радиация

Данные о радиационном режиме города приводятся по материалам актинометрических наблюдений ст. Вологда, Молочное за период 1953— 1958 гг.

Суммы радиации до недавнего времени выражали в калориях на квадратный сантиметр в час, сутки, месяц и год. В новой Международной системе СИ сумма радиации выражается в килоджоулях и мегаджоулях на квадратный метр ( к Дж / м2, МДж / м2). Переход от прежних единиц к единицам системы СИ производится при помощи следующих соотношений:

 

 

К земле солнечная энергия приходит в виде прямой S и рассеянной D солнечной радиации и излучения атмосферы.

Прямая радиация поступает на земную поверхность параллельным пучком лучей, идущих непосредственно от диска солнца. Она измеряется на поверхности, перпендикулярной направлению солнечных лучей. Прямая радиация, приходящая на горизонтальную поверхность, вычисляется по формуле.

 

где h — высота солнца над горизонтом.

Часть солнечной радиации рассеивается в атмосфере молекулами атмосферных газов, аэрозолям и и поступает к земной поверхности в виде рассеянной радиации . Прямая и рассеянная paдиации вместе составляют суммарную радиацию Q. Суммарная радиация в основном определяется высотой солнца над горизонтом, продолжительностью дня, облачностью, прозрачностью атмосферы и альбедо подстилаю щей поверхности.

 Возможный годовой приход суммарной радиации в Вологде составляет 5543 МДж / м2, из них на прямую радиацию приходится 4345 МДж / м2 (табл. 3). Облачность снижает количество прямой радиации в 2,7 раза и увеличивает количество рассеянной более чем в 1,5 раза. В результате при реальных условиях облачности приход суммарной радиации составляет в среднем 3352 М Дж / м 2, что на 40% меньше возможной годовой суммы (табл. 4). Доли прямой и рассеянной радиации в суммарной радиации в течение года могут меняться в широких пределах. В течение большей части года преобладает рассеянная радиация, и только с мая по июль вклады прямой и рассеянной радиации в суммарную выравниваются (табл. 5).

За летний сезон поступает почти половина (47 %) годового значения суммарной радиации, а в центральные зимние месяцы (ноябрь — январь) — всего 3 %

В годовом ходе максимум суммарной радиации (582 МДж / м2) приходится на июль, минимум (25 МДж / м2) — на декабрь. Максимум прямой радиации (298 МДж / м2) так же наблюдается в июле, а минимум (4 МДж / м2) смещается на январь. В отдельные годы в зависимости от облачности и прозрачности атмосферы соотношение прямой и рассеянной радиации , общий приход суммарной радиации могут значительно отличаться от средних значений (табл. 6). Так, в июле при средней сумме суммарной радиации, равной 582 МДж / м 2, максимальное значение ее составило 682 МДж / м2, мин имальное 503 МДж / м2.

Часть приходящей солнечной радиации отражается земной поверхностью — это отраженная радиация R, остальная часть поглощается, превращаясь в тепло,— это поглощенная радиация Вк. Отражательная способность поверхности характеризуется альбедо А — отношением (в процентах) отраженной радиации к суммарной: А = R/Q*100 . Альбедо естественных поверхностей отличается большим разнообразием (табл. 7). Наибольшим альбедо обладает снежный покров. Но в зависимости от влажности и цвета снега оно изменяется от 85— 90 % (свежевыпавший снег) до 30 % (тающий ). Наименьшее альбедо (12— 19 % ) имеют высохшая трава и подзолистые почвы. Поэтом у в годовом ходе альбедо хорош о выражены зимний максимум (50— 75 % ) и летний минимум (22— 23 % ) , которые противоположны  максимуму и минимуму в годовом ходе суммарной радиации.

 Значение отраженной радиации зависит в основном от суммарной радиации, а также от характера подстилающей поверхности. В годовом ходе суммарной радиации отмечается один максимум — летом, альбедо же имеет обратный ход, поэтому годовой ход отраженной радиации имеет более сложный характер. С января количество отраженной радиации увеличивается, достигая максимума (189 МДж / м2) в марте. Весной в период таяния снега оно резко уменьшается, несмотря на рост суммарной радиации. С мая количество отраженной радиации снова увеличивается, так как суммарная радиация продолжает расти, а альбедо изменяется очень мало. В июле наблюдается вторичный максимум (134 МДж / м2), который несколько меньше первого. Затем количество отраженной радиации постепенно уменьшается, достигая минимума в декабре. В среднем за год отраженная радиация составляет 31 % суммарной.

Поглощенная радиация определяется по формуле Вк= Q ( 1 —Ак). О на так же зависит от суммарной радиации и альбедо подстилающей поверхности. Годовой ход поглощенной радиации повторяет годовой ход суммарной радиации с максимумом (453 МДж / м2) в июне и минимумом (8 МДж / м2) в декабре.

 Разность между приходом и расходом солнечной радиации называется радиационным балансом. Радиационный баланс может быть положительным или отрицательным. При положительном балансе (апрель — октябрь) земная поверхность получает больше тепла, чем отдает излучением. Полученное тепло расходуется на нагревание почвы, воздуха, испарение. При отрицательном радиационном балансе (ноябрь — март) преобладает излучение и земная поверхность охлаждается. Период наблюдений над радиационным балансом в Вологде так короток, что в табл. 4 приведены сведения только о его составляющих.

Суточный ход солнечной радиации определяется прежде всего изменением высоты солнца в течение дня. Поэтом у максим ум солнечной радиации как при наличии облачности, так и при ясном небе наблюдается в полдень.

2.3. Радиационный режим вертикальных поверхностей

Важное значение при оценке как энергетических потребностей города, так и инсоляции помещений имеет учет количества радиационного тепла, поступающего на стены зданий. Закономерности поступления солнечной радиации на стены зданий в различных районах СССР исследованы 3. И. Пивоваровой [22]. Д ля условий Вологды возможную продолжительность облучения стен каждой основной ориентации (С, Ю, В и 3 ) можно определить по табл. 8, в которой приведено время начала и конца облучения прямой солнечной радиацией южных и северных стен для открытого горизонта в случае безоблачного неба на 15-е число каждого месяца.

Стены южной, восточной и западной ориентации освещаются прямыми солнечными лучам и в течение всего года, стены северной ориентации — только с апреля по сентябрь (табл. 9).

Наилучшие условия облучения прямыми солнечными лучами имеют стены южной ориентации, максимум продолжительности их возможного облучения (11,6 ч) обмечается в марте и сентябре (11,7 ч), минимум (6,2 ч)— в декабре (табл. 8). Возможная продолжительность облучения восточных и западных стен одинакова. Максимальная продолжительность их облучения (9,2 ч) наблюдается в июне, минимальная (3,1 ч)— в декабре. Наибольшая возможная продолжительность освещения северных стен (8,5 ч) наблюдается в июне, наименьшая (1,1 ч)— в сентябре. Фактическая продолжительность освещения солнечными лучами стен всех ориентаций максимальна летом и составляет 5,7— 6,5 ч для южных стен (57— 63 % возможной ), 3,9— 4,7 ч — для западных и восточных стен (45- 52 % возможной ) и 1,3 — 2,9 ч. Для северных стен (28— 37 % возможной ).

 Одной из основных характеристик радиационного режима стен зданий является количество солнечной радиации (табл. 10). В целом за год наибольшее количество солнечной радиации приходит на южные стены. Максимальное значение ее отмечается в марте (Q = 402 МДж/м2 , S= 249 МДж / м2) благодаря высокой прозрачности атмосферы в это время, большому числу ясных дней и достаточно большой продолжительности светлого времени суток. Затем количество радиации, особенно прямой, уменьшается, второй максимум суммарной радиации наблюдается в июле, а прямой радиации — в августе ( Q = 3 5 8 М Дж/м2, S= 165 МДж / м2). С сентября по март южные стены получают прямой радиации больше, чем горизонтальная поверхность: в марте и сентябре в 1,5— 2 раза, с ноября по февраль в 4— 8 раз. Летом горизонтальная поверхность получает прямой радиации больше, чем южные стены.

 Большую часть года доля рассеянной и отраженной радиации в суммарной, поступающей на южные стены, соизмерима с прямой, только в июне — июле она преобладает, а в ноябре — декабре — меньше прямой.

 

 

В целом за год на юго-восточные и юго-западные стены приход солнечной радиации несколько меньше, чем на южные за исключением периода май — июль, когда соотношение становится обратным. На восточные и западные стены за год поступает меньше солнечной радиации , чем на южные, юго-восточные и юго западные. Только с мая по июль количество получаемой ими радиации сравнимо с количеством, приходящим на стены южных ориентаций. Северные стены получают только половину суммарной радиации и лишь 6 % прямой, приходящейся на южные стены. Северо-восточные и северо-западные стены облучаются прямой радиацией с марта по октябрь и за год получают ее в 4 раза меньше, чем южные стены.

На вертикальные стены одновременно с прямой солнечной радиацией поступает рассеянная и отраженная от земной поверхности радиация. Вместе они составляют суммарный приход радиации. Вклад рассеянной радиации особенно значителен в осенне-зимнее время, а в сентябре — марте северные стены и в ноябре — феврале северо-восточные (северо-западные) стены освещены только за счет рассеянной и отраженной радиации.

Солнечная радиация

Услуги специалиста

Солнце — самая близкая к Земле звезда — излучает электромагнитные волны разной длины. Одни из них представляют собой свет; другие — инфракрасные лучи, несущие тепло; третьи — целый ряд лучей, невидимых человеческим глазом: гамма-лучи, рентгеновские, ультрафиолетовые и радиоволны. Земная атмосфера лучше всего пропускает видимый свет и радиоволны коротковолнового диапазона, а губительные для жизни ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-лучи поглощаются атмосферой. Для нашей планеты Солнце — единственный источник тепла и света, от Луны и звёзд поступает ничтожно малое количество радиации. Лучистая энергия Солнца нагревает поверхность Земли, а от неё нагреваются нижние слои атмосферы — прим. от geoglobus.ru. Солнечные лучи, проходящие через атмосферные слои, нагревают их значительно меньше. Радиацию, которая доходит до Земли непосредственно от светила, не рассеивается и не поглощается в атмосфере, называют прямой солнечной радиацией. Атмосферный воздух содержит мельчайшие частички жидких и твёрдых примесей — пылинки, капельки воды, кристаллы, частички солей. Наталкиваясь на эти препятствия, некоторые солнечные лучи рассеиваются в атмосфере. Эту часть солнечной радиации называют рассеянной. Около 25% энергии от общего потока солнечной радиации превращается в атмосфере в рассеянную. Вся прямая и рассеянная радиация Солнца, достигшая Земли, составляет суммарную солнечную радиацию. Её количество зависит от угла падения солнечных лучей, продолжительности дня, облачности и прозрачности атмосферы. В тропических широтах годовая величина суммарной солнечной радиации составляет около 200 ккал/см2, а в полярных областях — 50 ккал/см2. Небольшое количество солнечной радиации поглощается молекулами атмосферных газов и примесями, а та радиация, что всё же достигает поверхности планеты, частично поглощается земной поверхностью, а частично отражается и уходит обратно в атмосферу. Воздушная оболочка Земли поглощает 15—20% радиации, приходящей от светила. Солнечные лучи, падающие на водную гладь, белый снег или кроны деревьев, нагревают их поразному, потому что поверхности различного цвета и структуры поглощают лучи неодинаково. Например, тёмная поверхность вспаханной почвы нагревается быстрее, чем свежевыпавший белый снег. Отношение количества отражённой радиации к общему количеству радиации, падающей на данную поверхность, называется альбедо поверхности. Это отношение выражается в процентах — прим. от geoglobus.ru. Для яркого белого снега альбедо составляет 80—90%, а для тёмной пашни — 5—10%. Интересно, что в высоких широтах во время полярного дня на земную поверхность приходится больше солнечной радиации, чем в это же время на экваторе. Однако из-за того, что большая часть солнечных лучей отражается белым снегом, полярные области нагреваются очень слабо. ПОЧЕМУ НА ЗАКАТЕ НЕБО КРАСНОЕ, А В ЯСНЫЙ ДЕНЬ — ГОЛУБОЕ? Воздух прозрачен и бесцветен, но в мощной толще атмосферы в ясный день он голубого цвета, так как солнечные лучи рассеиваются в воздухе. Свет, или солнечные лучи, — это распространяющиеся электромагнитные волны. Фиолетовые, синие и голубые — лучи с короткой длиной волны. В ясный день они интенсивно рассеиваются молекулами воздуха и становятся доступными глазу, А у лучей красного и жёлтого цветов длина волны почти вдвое больше, поэтому рассеиваются они молекулами воздуха значительно меньше. В облаках и тумане содержится много различных примесей, капелек воды, кристалликов льда, здесь лучи всех длин волн рассеиваются одинаково сильно, поэтому облака и туман белого цвета. На закате небо часто окрашивается в красные и жёлтые цвета. Это происходит потому, что вечером Солнце стоит низко над горизонтом и солнечные лучи проходят очень длинный путь в атмосфере — прим. от geoglobus.ru. Они активно рассеиваются, теперь нашему взгляду становятся доступны красные и жёлтые лучи. В ясный день, когда Солнце стоит высоко, интенсивно рассеиваются лучи, голубого и синего цвета На закате солнечные лучи проходят длинный путь в атмосфере, синие и голубые лучи рассеиваются так сильно, что мы их не видим. Небо окрашивают лучи красного и желтого цвета

Услуги специалиста

Солнечная инсоляция для расчета солнечных батарей – АльтЭнго

Город	Географическое положение
Москва	55° 45′ с.ш. 37° 37′ в.д.
Санкт-Петербург	59° 56′ с.ш. 30° 19′ в.д.
Новосибирск	55° 1′ с.ш. 82° 56′ в.д.
Екатеринбург	56° 51′ с.ш. 60° 36′ в.д.
Самара	53° 14′ с.ш. 50° 10′ в.д.
Омск	54° 59′ с.ш. 73° 22′ в.д.
Казань	55° 47′ с.ш. 49° 10′ в.д.
Уфа	54° 49′ с.ш. 56° 4′ в.д.
Челябинск	55° 9′ с.ш. 61° 26′ в.д.
Ростов-на-Дону	47° 14′ с.ш. 39° 42′ в.д.
Пермь	58° 0′ с.ш. 56° 14′ в.д.
Волгоград	48° 43′ с.ш. 44° 29′ в.д.
Воронеж	51° 43′ с.ш. 39° 16′ в.д.
Красноярск	56° 1′ с.ш. 93° 4′ в.д.
Саратов	51° 33′ с.ш. 46° 0′ в.д.
Тольятти	53° 29′ с.ш. 49° 31′ в.д.
Ульяновск	54° 19′ с.ш. 48° 22′ в.д.
Ижевск	56° 50′ с.ш. 53° 11′ в.д.
Краснодар	45° 2′ с.ш. 38° 58′ в.д.
Ярославль	57° 37′ с.ш. 39° 51′ в.д.
Хабаровск	48° 25′ с.ш. 135° 7′ в.д.
Владивосток	43° 8′ с.ш. 131° 54′ в.д.
Иркутск	52° 20′ с.ш. 104° 14′ в.д.
Барнаул	53° 21′ с.ш. 83° 45′ в.д.
Новокузнецк	53° 45′ с.ш. 87° 7′ в.д.
Липецк	52° 37′ с.ш. 39° 37′ в.д.
Пенза	53° 12′ с.ш. 45° 0′ в.д.
Рязань	54° 36′ с.ш. 39° 42′ в.д.
Оренбург	51° 47′ с.ш. 55° 6′ в.д.
Набережные Челны	55° 41′ с.ш. 52° 19′ в.д.
Тюмень	57° 10′ с.ш. 65° 30′ в.д.
Тула	54° 13′ с.ш. 37° 36′ в.д.
Кемерово	55° 25′ с.ш. 86° 5′ в.д.
Астрахань	46° 22′ с.ш. 48° 5′ в.д.
Томск	56° 29′ с.ш. 84° 59′ в.д.
Киров	58° 36′ с.ш. 49° 39′ в.д.
Чебоксары	56° 8′ с.ш. 47° 14′ в.д.
Брянск	53° 16′ с.ш. 34° 25′ в.д.
Иваново	57° 1′ с.ш. 40° 59′ в.д.
Тверь	56° 52′ с.ш. 35° 55′ в.д.
Курск	51° 44′ с.ш. 36° 11′ в.д.
Магнитогорск	53° 25′ с.ш. 58° 58′ в.д.
Калининград	54° 43′ с.ш. 20° 31′ в.д.
Нижний Тагил	57° 56′ с.ш. 60° 1′ в.д.
Улан-Удэ	51° 50′ с.ш. 107° 36′ в.д.
Сочи	43° 35′ с.ш. 39° 44′ в.д.
Курган	55° 26′ с.ш. 65° 19′ в.д.
Мурманск	68° 58′ с.ш. 33° 5′ в.д.
Архангельск	64° 32′ с.ш. 40° 32′ в.д.
Смоленск	54° 47′ с.ш. 32° 3′ в.д.
Белгород	50° 37′ с.ш. 36° 35′ в.д.
Ставрополь	45° 3′ с.ш. 41° 58′ в.д.
Орел	52° 58′ с.ш. 36° 4′ в.д.
Калуга	54° 32′ с.ш. 36° 17′ в.д.
Владимир	56° 9′ с.ш. 40° 25′ в.д.
Махачкала	42° 59′ с.ш. 47° 31′ в.д.
Череповец	59° 8′ с.ш. 37° 55′ в.д.
Владикавказ	43° 2′ с.ш. 44° 40′ в.д.
Саранск	54° 11′ с.ш. 45° 10′ в.д.
Тамбов	52° 43′ с.ш. 41° 25′ в.д.
Чита	52° 3′ с.ш. 113° 28′ в.д.
Вологда	59° 14′ с.ш. 39° 54′ в.д.
Кострома	57° 46′ с.ш. 40° 56′ в.д.
Комсомольск-на-Амуре	50° 34′ с.ш. 137° 0′ в.д.
Волжский	48° 49′ с.ш. 44° 44′ в.д.
Таганрог	47° 14′ с.ш. 38° 54′ в.д.
Петрозаводск	61° 47′ с.ш. 34° 20′ в.д.
Братск	56° 18′ с.ш. 101° 43′ в.д.
Сургут	61° 15′ с.ш. 73° 23′ в.д.
Дзержинск	56° 16′ с.ш. 43° 24′ в.д.
Орск	51° 13′ с.ш. 58° 38′ в.д.
Стерлитамак	53° 38′ с.ш. 55° 57′ в.д.
Ангарск	52° 34′ с.ш. 103° 55′ в.д.
Йошкар-Ола	56° 38′ с.ш. 47° 52′ в.д.
Рыбинск	58° 3′ с.ш. 38° 50′ в.д.
Прокопьевск	53° 54′ с.ш. 86° 43′ в.д.
Нижневартовск	60° 56′ с.ш. 76° 32′ в.д.
Великий Новгород	58° 32′ с.ш. 31° 16′ в.д.
Сыктывкар	61° 40′ с.ш. 50° 49′ в.д.
Нижнекамск	55° 38′ с.ш. 51° 47′ в.д.
Бийск	52° 32′ с.ш. 85° 10′ в.д.
Благовещенск	50° 17′ с.ш. 127° 32′ в.д.
Северодвинск	64° 34′ с.ш. 39° 49′ в.д.
Шахты	47° 41′ с.ш. 40° 15′ в.д.
Старый Оскол	51° 18′ с.ш. 37° 50′ в.д.
Зеленоград	55° 56′ с.ш. 37° 17′ в.д.
Новороссийск	44° 43′ с.ш. 37° 46′ в.д.
Балаково	52° 0′ с.ш. 47° 47′ в.д.
Псков	57° 49′ с.ш. 28° 20′ в.д.
Златоуст	55° 11′ с.ш. 59° 38′ в.д.
Якутск	62° 10′ с.ш. 129° 50′ в.д.
Подольск	55° 26′ с.ш. 37° 34′ в.д.
Энгельс	51° 29′ с.ш. 46° 8′ в.д.
Сызрань	53° 10′ с.ш. 48° 27′ в.д.
Каменск-Уральский	56° 25′ с.ш. 61° 56′ в.д.
Петропавловск-Камчатский	53° 2′ с.ш. 158° 38′ в.д.
Новочеркасск	47° 25′ с.ш. 40° 5′ в.д.
Березники	59° 25′ с.ш. 56° 46′ в.д.
Южно-Сахалинск	46° 58′ с.ш. 142° 44′ в.д.
Волгодонск	47° 31′ с.ш. 42° 8′ в.д.
Абакан	53° 44′ с.ш. 91° 26′ в.д.
Обнинск	55° 6′ с.ш. 36° 37′ в.д.
Майкоп	44° 37′ с.ш. 40° 5′ в.д.
Армавир	44° 59′ с.ш. 41° 8′ в.д.
Миасс	55° 0′ с.ш. 60° 5′ в.д.
Люберцы	55° 40′ с.ш. 37° 57′ в.д.
Рубцовск	51° 32′ с.ш. 81° 12′ в.д.
Ковров	56° 22′ с.ш. 41° 20′ в.д.
Салават	53° 24′ с.ш. 55° 53′ в.д.
Мытищи	55° 54′ с.ш. 37° 45′ в.д.
Находка	42° 49′ с.ш. 132° 53′ в.д.
Уссурийск	43° 49′ с.ш. 131° 58′ в.д.
Коломна	55° 5′ с.ш. 38° 47′ в.д.
Электросталь	55° 46′ с.ш. 38° 28′ в.д.
Колпино	59° 45′ с.ш. 30° 36′ в.д.
Альметьевск	54° 54′ с.ш. 52° 19′ в.д.
Муром	55° 34′ с.ш. 42° 2′ в.д.
Димитровград	54° 14′ с.ш. 49° 35′ в.д.
Новомосковск	54° 5′ с.ш. 38° 11′ в.д.
Первоуральск	56° 55′ с.ш. 59° 57′ в.д.
Норильск	69° 19′ с.ш. 88° 11′ в.д.
Пятигорск	44° 2′ с.ш. 43° 4′ в.д.
Невинномысск	44° 38′ с.ш. 41° 56′ в.д.
Химки	55° 53′ с.ш. 37° 26′ в.д.
Балашиха	55° 50′ с.ш. 37° 57′ в.д.
Королёв	55° 55′ с.ш. 37° 49′ в.д.
Серпухов	54° 55′ с.ш. 37° 26′ в.д.
Одинцово	55° 40′ с.ш. 37° 17′ в.д.
Орехово-Зуево	55° 48′ с.ш. 38° 58′ в.д.
Грозный	43° 19′ с.ш. 45° 41′ в.д.
Камышин	50° 6′ с.ш. 45° 24′ в.д.
Кисловодск	43° 54′ с.ш. 42° 43′ в.д.
Новочебоксарск	56° 7′ с.ш. 47° 29′ в.д.
Черкесск	44° 17′ с.ш. 42° 4′ в.д.
Ачинск	56° 16′ с.ш. 90° 29′ в.д.
Северск	56° 37′ с.ш. 84° 52′ в.д.
Назрань	43° 13′ с.ш. 44° 48′ в.д.
Елец	52° 36′ с.ш. 38° 31′ в.д.
Мичуринск	52° 54′ с.ш. 40° 28′ в.д.
Ногинск	55° 52′ с.ш. 38° 29′ в.д.
Новокуйбышевск	53° 6′ с.ш. 49° 53′ в.д.
Великие Луки	56° 20′ с.ш. 30° 31′ в.д.
Нефтекамск	56° 7′ с.ш. 54° 16′ в.д.
Магадан	59° 34′ с.ш. 150° 47′ в.д.
Октябрьский	54° 28′ с.ш. 53° 28′ в.д.
Ленинск-Кузнецкий	54° 40′ с.ш. 86° 10′ в.д.
Сергиев Посад	56° 19′ с.ш. 38° 8′ в.д.
Арзамас	55° 23′ с.ш. 43° 50′ в.д.
Новотроицк	51° 13′ с.ш. 58° 21′ в.д.
Киселёвск	53° 59′ с.ш. 86° 39′ в.д.
Глазов	58° 8′ с.ш. 52° 38′ в.д.
Канск	56° 13′ с.ш. 95° 43′ в.д.
Соликамск	59° 38′ с.ш. 56° 46′ в.д.
Элиста	46° 19′ с.ш. 44° 13′ в.д.
Сарапул	56° 28′ с.ш. 53° 48′ в.д.
Междуреченск	53° 41′ с.ш. 88° 5′ в.д.
Щёлково	55° 54′ с.ш. 38° 1′ в.д.
Усть-Илимск	58° 0′ с.ш. 102° 40′ в.д.
Кызыл	51° 43′ с.ш. 94° 23′ в.д.
Усолье-Сибирское	52° 46′ с.ш. 103° 38′ в.д.
Воткинск	57° 3′ с.ш. 53° 59′ в.д.
Новошахтинск	47° 46′ с.ш. 39° 56′ в.д.
Железнодорожный	55° 45′ с.ш. 38° 8′ в.д.
Ессентуки	44° 2′ с.ш. 42° 51′ в.д.
Зеленодольск	55° 50′ с.ш. 48° 40′ в.д.
Серов	59° 37′ с.ш. 60° 35′ в.д.
Кинешма	57° 27′ с.ш. 42° 8′ в.д.
Тобольск	58° 11′ с.ш. 68° 14′ в.д.
Ноябрьск	63° 10′ с.ш. 75° 37′ в.д.
Балашов	51° 32′ с.ш. 43° 10′ в.д.
Железногорск	52° 21′ с.ш. 35° 25′ в.д.
Кузнецк	53° 7′ с.ш. 46° 34′ в.д.
Батайск	47° 8′ с.ш. 39° 45′ в.д.
Дербент	42° 4′ с.ш. 48° 17′ в.д.
Нефтеюганск	55° 6′ с.ш. 54° 17′ в.д.
Жуковский	55° 33′ с.ш. 38° 15′ в.д.
Ухта	63° 34′ с.ш. 53° 43′ в.д.
Анжеро-Судженск	56° 5′ с.ш. 86° 1′ в.д.
Бугульма	54° 32′ с.ш. 52° 48′ в.д.
Новоуральск	57° 15′ с.ш. 59° 48′ в.д.
Красногорск	55° 50′ с.ш. 37° 20′ в.д.
Чайковский	56° 46′ с.ш. 54° 5′ в.д.
Новый Уренгой	66° 5′ с.ш. 76° 31′ в.д.
Губкинский	64° 26′ с.ш. 76° 29′ в.д.
Кирово-Чепецк	58° 33′ с.ш. 50° 2′ в.д.
Клин	56° 20′ с.ш. 36° 42′ в.д.
Хасавюрт	43° 15′ с.ш. 46° 35′ в.д.
Раменское	55° 29′ с.ш. 38° 21′ в.д.
Губкин	51° 17′ с.ш. 37° 23′ в.д.
Озёрск	55° 46′ с.ш. 60° 42′ в.д.
Пушкин	59° 46′ с.ш. 30° 19′ в.д.
Ейск	46° 42′ с.ш. 38° 16′ в.д.
Бузулук	52° 47′ с.ш. 52° 16′ в.д.
Шадринск	56° 5′ с.ш. 63° 37′ в.д.
Бердск	54° 46′ с.ш. 83° 5′ в.д.
Троицк	54° 7′ с.ш. 61° 34′ в.д.
Воркута	67° 31′ с.ш. 64° 2′ в.д.
Юрга	55° 44′ с.ш. 84° 55′ в.д.
Кропоткин	45° 26′ с.ш. 40° 34′ в.д.
Свободный	51° 23′ с.ш. 128° 8′ в.д.
Каменск-Шахтинский	48° 19′ с.ш. 40° 15′ в.д.
Ишимбай	53° 27′ с.ш. 56° 3′ в.д.
Реутов	55° 46′ с.ш. 37° 52′ в.д.
Каспийск	42° 53′ с.ш. 47° 38′ в.д.
Егорьевск	55° 23′ с.ш. 39° 2′ в.д.
Гусь-Хрустальный	55° 37′ с.ш. 40° 39′ в.д.
Копейск	55° 8′ с.ш. 61° 39′ в.д.
Белорецк	53° 58′ с.ш. 58° 24′ в.д.
Белогорск	50° 55′ с.ш. 128° 28′ в.д.
Лысьва	58° 7′ с.ш. 57° 47′ в.д.
Кунгур	57° 26′ с.ш. 56° 56′ в.д.
Минеральные Воды	44° 13′ с.ш. 43° 8′ в.д.
Биробиджан	48° 48′ с.ш. 132° 55′ в.д.
Черногорск	53° 50′ с.ш. 91° 13′ в.д.
Воскресенск	55° 19′ с.ш. 38° 42′ в.д.
Белово	54° 25′ с.ш. 86° 17′ в.д.
Выборг	60° 43′ с.ш. 28° 46′ в.д.
Асбест	57° 1′ с.ш. 61° 28′ в.д.
Азов	47° 6′ с.ш. 39° 26′ в.д.
Гатчина	59° 34′ с.ш. 30° 6′ в.д.
Петергоф	59° 53′ с.ш. 29° 54′ в.д.
Чапаевск	52° 58′ с.ш. 49° 41′ в.д.
Саров	55° 23′ с.ш. 43° 50′ в.д.
Нижний Новгород	56° 19′ с.ш. 44° 0′ в.д.
Гуково	48° 4′ с.ш. 39° 56′ в.д.
Павловский Посад	55° 46′ с.ш. 38° 40′ в.д.
Артем	43° 22′ с.ш. 132° 11′ в.д.
Шуя	56° 52′ с.ш. 41° 21′ в.д.
Ступино	54° 53′ с.ш. 38° 7′ в.д.
Апатиты	67° 34′ с.ш. 33° 23′ в.д.
Арсеньев	44° 10′ с.ш. 133° 17′ в.д.
Ревда	56° 49′ с.ш. 59° 57′ в.д.
Борисоглебск	51° 22′ с.ш. 42° 5′ в.д.
Котлас	61° 16′ с.ш. 46° 39′ в.д.
Лабинск	44° 38′ с.ш. 40° 43′ в.д.
Славянск-на-Кубани	45° 15′ с.ш. 38° 7′ в.д.
Краснотурьинск	59° 47′ с.ш. 60° 29′ в.д.
Будённовск	44° 47′ с.ш. 44° 8′ в.д.
Россошь	50° 13′ с.ш. 39° 35′ в.д.
Туймазы	54° 36′ с.ш. 53° 42′ в.д.
Сальск	46° 28′ с.ш. 41° 32′ в.д.
Дмитров	56° 21′ с.ш. 37° 32′ в.д.
Щёкино	54° 1′ с.ш. 37° 31′ в.д.
Мелеуз	52° 58′ с.ш. 55° 56′ в.д.
Заречный	53° 8′ с.ш. 46° 35′ в.д.
Бор	56° 21′ с.ш. 44° 5′ в.д.
Ишим	56° 7′ с.ш. 69° 28′ в.д.
Назарово	56° 1′ с.ш. 90° 23′ в.д.
Выкса	55° 19′ с.ш. 42° 10′ в.д.
Балахна	56° 29′ с.ш. 43° 38′ в.д.
Талнах	69° 30′ с.ш. 88° 27′ в.д.
Волжск	55° 51′ с.ш. 48° 31′ в.д.
Белебей	54° 7′ с.ш. 54° 7′ в.д.
Боровичи	58° 24′ с.ш. 33° 54′ в.д.
Крымск	44° 56′ с.ш. 37° 58′ в.д.
Новоалтайск	53° 24′ с.ш. 83° 56′ в.д.
Сибай	52° 43′ с.ш. 58° 40′ в.д.
Нягань	62° 9′ с.ш. 65° 23′ в.д.
Осинники	53° 37′ с.ш. 87° 20′ в.д.
Отрадный	53° 20′ с.ш. 51° 22′ в.д.
Тулун	54° 34′ с.ш. 100° 34′ в.д.
Верхняя Салда	58° 4′ с.ш. 60° 33′ в.д.
Амурск	50° 14′ с.ш. 136° 53′ в.д.
Рузаевка	54° 4′ с.ш. 44° 57′ в.д.
Чебаркуль	54° 59′ с.ш. 60° 22′ в.д.
Берёзовский	55° 40′ с.ш. 86° 16′ в.д.
Сатка	55° 2′ с.ш. 59° 2′ в.д.
Инта	66° 2′ с.ш. 60° 10′ в.д.
Можга	56° 27′ с.ш. 52° 11′ в.д.
Радужный	62° 5′ с.ш. 77° 14′ в.д.
Лесозаводск	45° 29′ с.ш. 133° 25′ в.д.
Красноуфимск	56° 37′ с.ш. 57° 45′ в.д.
Каменка	53° 11′ с.ш. 44° 2′ в.д.
Мыски	53° 44′ с.ш. 87° 47′ в.д.
Красный Сулин	47° 53′ с.ш. 40° 4′ в.д.
Тавда	58° 3′ с.ш. 65° 16′ в.д.
Камень-на-Оби	53° 48′ с.ш. 81° 19′ в.д.
Заинск	55° 19′ с.ш. 52° 3′ в.д.
Стрежевой	60° 44′ с.ш. 77° 33′ в.д.
Пугачёв	52° 1′ с.ш. 48° 48′ в.д.
Шарыпово	55° 32′ с.ш. 89° 12′ в.д.
Нижнеудинск	54° 54′ с.ш. 99° 1′ в.д.
Коркино	54° 54′ с.ш. 61° 22′ в.д.
Реж	57° 22′ с.ш. 61° 24′ в.д.
Пыть-Ях	60° 45′ с.ш. 72° 56′ в.д.
Кушва	58° 18′ с.ш. 59° 44′ в.д.
Мегион	61° 3′ с.ш. 76° 6′ в.д.
Артёмовский	57° 21′ с.ш. 61° 52′ в.д.
Южноуральск	54° 26′ с.ш. 61° 14′ в.д.
Кыштым	55° 43′ с.ш. 60° 32′ в.д.
Бирск	55° 25′ с.ш. 55° 33′ в.д.
Большой Камень	43° 7′ с.ш. 132° 20′ в.д.
Лангепас	61° 10′ с.ш. 75° 23′ в.д.
Мариинск	56° 13′ с.ш. 87° 43′ в.д.
Добрянка	58° 28′ с.ш. 56° 25′ в.д.
Учалы	54° 18′ с.ш. 59° 26′ в.д.
Холмск	47° 3′ с.ш. 142° 2′ в.д.
Ялуторовск	56° 39′ с.ш. 66° 17′ в.д.
Чернушка	56° 31′ с.ш. 56° 4′ в.д.
Урай	60° 8′ с.ш. 64° 46′ в.д.
Аша	54° 59′ с.ш. 57° 17′ в.д.
Ханты-Мансийск	60° 59′ с.ш. 69° 0′ в.д.
Муравленко	63° 54′ с.ш. 74° 34′ в.д.
Верхний Уфалей	56° 4′ с.ш. 60° 14′ в.д.
Барабинск	55° 21′ с.ш. 78° 20′ в.д.
Зима	53° 55′ с.ш. 102° 3′ в.д.
Богданович	56° 47′ с.ш. 62° 1′ в.д.
Сухой Лог	56° 55′ с.ш. 62° 1′ в.д.
Карпинск	59° 46′ с.ш. 59° 59′ в.д.
Североуральск	60° 11′ с.ш. 59° 58′ в.д.
Славгород	53° 0′ с.ш. 78° 38′ в.д.
Салехард	66° 32′ с.ш. 66° 35′ в.д.

Здоровый образ жизни: солнечный свет и ваше здоровье

Это не все плохо

Когда вы думаете о солнце, ваша первая мысль может быть о вреде, который оно может нанести. А слишком много может вызвать несколько серьезных проблем со здоровьем. Но небольшие количества, особенно в начале дня, прежде чем он станет самым ярким, в некотором смысле могут быть вам полезны.

Насколько хватит?

Этот ответ у всех разный. Это зависит от вашего оттенка кожи, возраста, истории болезни, диеты и места проживания.В целом, ученые считают, что от 5 до 15 минут — до 30, если вы темнокожий — это примерно то, что нужно, чтобы получить от этого максимум удовольствия, не вызывая никаких проблем со здоровьем. Вы можете дольше оставаться вне дома и получить тот же эффект, если воспользуетесь солнцезащитным кремом. Поговорите со своим врачом о том, что вам подходит.

Витамин D

Ультрафиолетовые лучи солнца помогают организму вырабатывать это питательное вещество, которое важно для костей, клеток крови и иммунной системы. Это также помогает вам усваивать и использовать определенные минералы, такие как кальций и фосфор.И хотя большинство людей получают достаточное количество витамина D из пищи, дети, у которых этого не происходит, могут заболеть рахитом, который размягчает и ослабляет их кости.

Защита от определенных условий

Слишком много времени на улице может повысить ваши шансы на рак кожи, но люди, живущие в местах, где мало солнечного света, могут с большей вероятностью заболеть другими типами заболеваний, включая молочную железу, толстую кишку, простату и легкие. Их шансы получить другие серьезные заболевания, такие как рассеянный склероз, высокое кровяное давление, диабет и сердечные заболевания, также могут быть выше.Ученые считают, что это может быть связано с более низким уровнем витамина D.

Лучше спать

Вашим глазам нужен свет, чтобы они могли настраивать внутренние часы вашего тела. Ранний утренний солнечный свет, в частности, помогает людям заснуть ночью. Это может быть более важным с возрастом, потому что ваши глаза хуже воспринимают свет, и у вас больше шансов засыпать.

Похудание

Утренний свет также помогает людям избавиться от лишнего жира.Вам нужно от 20 до 30 минут с 8 утра до полудня, чтобы что-то изменить, но чем раньше вы это сделаете, тем лучше, похоже, это сработает. Ученые считают, что солнечные лучи могут уменьшить жировые клетки под поверхностью вашей кожи. Больше солнечного света означает, что вы, вероятно, тоже больше занимаетесь спортом, что во многих отношениях полезно для вас, в том числе для похудания.

Эмоциональное благополучие

Солнечный свет помогает повысить уровень химического вещества в вашем мозгу, называемого серотонином, и он может дать вам больше энергии и помочь вам сохранять спокойствие, позитивный настрой и сосредоточенность.Иногда врачи лечат сезонное аффективное расстройство (САР) и другие типы депрессии, связанные с низким уровнем серотонина, с помощью естественного или искусственного света.

Здоровье глаз

Умеренное количество солнечного света на протяжении всей жизни, особенно в подростковом и юношеском возрасте, может снизить вероятность возникновения проблем со зрением на расстоянии (близорукость). Но слишком много прямых солнечных лучей может повредить глаза. Это может привести к нечеткости зрения и повысить вероятность катаракты.

Твоя кожа

Исследователи считают, что три основных типа рака кожи — меланома, базальноклеточная карцинома и плоскоклеточная карцинома — в основном вызваны слишком долгим пребыванием на солнце. Поэтому очень важно использовать солнцезащитный крем или прикрываться, если вы собираетесь находиться на улице дольше 15 минут или около того. Но регулярное небольшое количество ультрафиолетового света может помочь облегчить симптомы определенных кожных заболеваний, таких как экзема, псориаз и витилиго.

Солнечный свет как лечение

Помимо некоторых проблем с кожей, фильтрованный солнечный свет также можно использовать для лечения состояния, называемого желтухой, от которого чаще всего страдают новорожденные.Это происходит, когда в крови слишком много химического билирубина, из-за чего кожа ребенка становится слегка желтой. Помещение ребенка на солнечный свет за окном (чтобы отфильтровать вредные лучи) может помочь избавиться от билирубина. Никогда не оставляйте новорожденного на открытом воздухе под прямыми солнечными лучами.

Не делайте слишком много солнца

Слишком много времени на улице без защиты может не только повысить вероятность заболевания раком кожи, но и ускорить старение кожи, вызывая появление морщин, кожистой текстуры и темных пятен.А обгоревшая кожа использует для лечения белые кровяные тельца вашей иммунной системы. Это может повлиять на способность вашего организма бороться с микробами и повысить вероятность заболевания.

Сделай: защити глаза

Вам нужны солнцезащитные очки, которые блокируют ультрафиолетовое излучение, и широкополые шляпы, когда вы какое-то время находитесь на улице. Солнце может повредить глаза в любое время, не только летом, а лучи могут проходить сквозь облака. (Не забывайте, что детям тоже нужна такая же защита.)

Как: использовать солнцезащитный крем

Лучше всего SPF 15 или выше.Ищите «широкую экспозицию», которая блокирует больше ультрафиолета. Наденьте его за 30 минут до выхода на улицу и не забудьте о таких областях, как губы, уши и шея. Если вы плаваете или потеете, надевайте больше. Старайтесь держаться подальше от прямых солнечных лучей с 10 до 16 часов, когда солнечные лучи самые сильные, и делайте перерывы в помещении.

. Не переходите к соляриям

.

Это также увеличивает ваши шансы на рак кожи. Если вы сделаете это до 35 лет, у вас на 60% больше шансов заболеть меланомой, самой серьезной формой.Даже один сеанс может повысить вероятность возникновения меланомы на 20%, а других типов — на 65%. Если вы хотите получить полный загар всего тела, можно использовать лосьоны для загара. Большинство из них безопасны, но обычно в них нет солнцезащитного крема, поэтому не забудьте надеть и его.

Что нужно: сходить к дерматологу

Проверяйте кожу примерно раз в месяц. Если возможно, попросите кого-нибудь из членов семьи помочь, если вы не видите все на своем теле. Встаньте перед зеркалом в полный рост — стул и ручное зеркало могут помочь — и осмотритесь, нет ли новообразований или изменений старых пятен.Если вы заметили что-нибудь необычное, обратитесь к врачу или дерматологу.

Солнечное излучение — обзор

Что определяет поглощение солнечной радиации земной поверхностью?

Солнечная радиация является основным источником тепла для земли и движущей силой фотосинтеза растений. Проекты домов используют это преимущество, размещая их стены, окна и ландшафт так, чтобы улавливать уровни света, необходимые для оптимального роста комнатных и уличных растений, чтобы уменьшить солнечное нагревание в то время года и дня, когда наружная температура превышает уровень комфорта для человека. , а также для максимального использования солнечного тепла, когда температура на улице некомфортно низкая.Нам нравится носить светлую одежду летом, чтобы максимально отражать солнечное излучение, и темную одежду зимой, чтобы поглощать солнечное излучение. Эти модели поведения человека являются естественной реакцией на наше понимание разнообразия поступления солнечной радиации.

Количество солнечной радиации, поглощаемой любой поверхностью, просто произведение количества солнечной энергии, падающей на эту поверхность, и доли этого падающего излучения, которая поглощается. Поток солнечной радиации в любом месте является вектором; то есть, он имеет величину, которая представляет собой энергию, которую он несет, и направление, которое является направлением от Солнца к этому месту.Ключевым параметром, определяющим, сколько энергии падает на данную поверхность, является угол между направлением Солнца и этой поверхностью. Если поверхность повернута лицом к Солнцу, то есть прямо над головой для плоской поверхности на земле, она получает максимальную солнечную энергию, такую ​​же, как величина солнечного потока на этом уровне. В противном случае поверхность получает величину, уменьшенную на косинус угла между направлением Солнца и линией, которую Солнце принимает для максимального получения солнечной энергии.

Это геометрическое рассуждение для определения количества падающей солнечной радиации во многих отношениях входит в наши описания климата на суше и климата в целом. В среднем для Земли это половина времени в ночное время, а в дневное время в среднем угол, образованный между вертикальной линией от поверхности Земли и Солнца, составляет 60 °. Следовательно, среднее дневное количество солнечного света, получаемого в верхней части атмосферы, составляет половину того, которое получает точка, когда Солнце находится прямо над головой, а среднее дневное и ночное количество составляет четверть солнечного света, получаемого от верхнего Солнца.На солнечную радиацию у поверхности дополнительно влияет большее атмосферное отражение и поглощение радиации, когда Солнце приближается к горизонту. Эти геометрические факторы уменьшают солнечную радиацию, получаемую в высоких широтах и ​​зимой, и увеличивают солнечную радиацию, получаемую в тропиках и летом, тем самым в значительной степени определяя сезонные и географические изменения климата. Однако количественные данные также сильно зависят от того, как атмосфера реагирует на сезонные и географические изменения доставки солнечной энергии и, в свою очередь, влияет на поверхность земли.

Облака — это основной механизм, с помощью которого атмосфера изменяет получение земной поверхностью солнечного излучения. Также важны другие более мелкие атмосферные частицы, называемые аэрозолями. Количество атмосферных газообразных поглотителей солнечного излучения, таких как водяной пар и озон, также может быть значительным. Общая чистая радиация, которая нагревает поверхность земли, включает тепловое излучение из атмосферы вниз, которое также зависит от облаков и водяного пара, и уменьшается за счет теплового излучения вверх.Это «земное» излучение зависит от температуры поверхности, но слабее, чем потоки энергии от поверхностного испарения и сухого явного тепла, поэтому при обсуждении атмосферных радиационных потоков к поверхности в следующем разделе мы используем термин «суммарное чистое излучение». .

Доля солнечного излучения, поглощаемая поверхностью, называется ее альбедо. Поскольку суша состоит из поверхностей, ориентированных во всех направлениях, альбедо не просто определяется отражением от одной плоской поверхности, но также зависит от того, сколько отраженного света поглощается другими поверхностями.Например, снег на дне глубокого каньона может отражать большую часть получаемой солнечной радиации, но стены каньона, в свою очередь, могут в основном поглощать этот отраженный свет, так что альбедо системы снежного каньона намного меньше, чем у снега. один. Это уменьшение альбедо поверхности за счет улавливания света, пожалуй, наиболее широко распространено на покрытых растительностью поверхностях, где потребности растений в фотосинтезе требуют максимального поглощения солнечной радиации. Листья расположены так, что растения в целом отражают вдвое меньше солнечной радиации, чем отдельные листья.

Альбедо поверхности земли, и особенно компонентов растительности, сильно зависит от длины волны солнечного излучения. Длины волн солнечного излучения, которые используют растения, по существу такие же, как и у человеческого зрения, то есть «видимого света». Примерно половина солнечного излучения приходится на более длинные волны ближнего инфракрасного диапазона. Эти более длинные волны не используются для фотосинтеза и могут перегревать растения, так что листья растений имеют гораздо более высокое альбедо на этих длинах волн.

Солнечное излучение — Kipp & Zonen

Щелкните здесь, чтобы узнать больше о Солнце, атмосфере и Земле.

Солнце испускает на нас излучение в широком диапазоне длин волн различной интенсивности. Электромагнитное солнечное излучение, падающее на верхний край атмосферы, называется внеземным излучением. Средний интеграл для полного спектра составляет 1367 Вт / м² (солнечная постоянная).

Нормальным измерением длины волны солнечного и атмосферного излучения является нанометр (нм, 10 ^{— 9} м), а для инфракрасного излучения — микрометр (мкм, 10 ^{-6 м).} Диапазон показан в таблице ниже. В астрономии и старых книгах вы можете видеть длины волн в Ангстреме (Å, 10 ^{-10 м} ).

Метеорологически значимый спектральный диапазон простирается от 300 до 3000 нм (коротковолновое излучение). Примерно 96% всего внеземного излучения находится в этом спектральном диапазоне. Максимальная интенсивность излучения солнечного спектра наблюдается на длине волны 500 нм, ближе к синему концу видимого диапазона.

Полный спектр включает длины волн ультрафиолетового (УФ), видимого (видимого) и инфракрасного (ИК) диапазонов.Однако эти диапазоны длин волн необходимо разделить в зависимости от отдельных областей применения. Наиболее известны призматические цвета видимого света, цвета радуги. ИК-спектр делится на ближний (NIR) и дальний (FIR).

УФ обычно подразделяется на УФ-А, УФ-В и УФ-С излучение. Примерно 6% всей солнечной радиации, падающей на Землю, составляет ультрафиолет. Более короткие длины волн (более высокая частота) имеют более высокую энергию, тем самым увеличивая воздействие на биологические и химические системы.

Ослабление солнечной радиации, проходящей через нашу атмосферу, происходит из-за следующих процессов:

ультрафиолетовый диапазон
Рассеяние молекулами и частицами аэрозоля и поглощение озоном, диоксидом серы, диоксидом азота и следовыми газами.

видимый диапазон
Рассеяние молекулами и частицами аэрозоля, незначительное поглощение частицами аэрозоля, озоном и другими газами в следовых количествах.

инфракрасный диапазон
Поглощение водяным паром и аэрозольными частицами, но небольшое рассеяние.

Молекулярный озон в верхних слоях нашей атмосферы действует как фильтр для ультрафиолетового излучения, и эффект усиливается с более короткими длинами волн. В то время как почти все УФ-А-излучение достигает поверхности земли, почти 90% УФ-В-излучения поглощается озоном, а все УФ-С. Во время этого процесса из атмосферного кислорода также производится новый озон (O³), что усиливает процесс.

Изменения содержания озона в атмосфере особенно влияют на количество УФ-B.Увеличение концентрации озонового слоя означает уменьшение УФ-В-излучения, а уменьшение озонового слоя означает увеличение УФ-В-излучения, достигающего поверхности.

Солнечное излучение является движущей силой многих химических, биологических и физических явлений в атмосфере, на земле и в море.

Главный эффект солнечной радиации, достигающей поверхности земли, заключается в том, что она нагревает ее, что жизненно важно для нашего существования. 30% внеземной радиации солнечное излучение (желтое на иллюстрации ниже) отражается обратно в космос, но примерно 51% поглощается землей и водой, а еще 19% поглощается облаками и атмосферой.

Длинноволновое дальнее инфракрасное излучение (FIR) показано красным цветом и в основном представляет собой преобразованную коротковолновую энергию, которая повторно излучается землей, водой, облаками и атмосферой. На Земле остается лишь небольшое количество всей энергии, но этого достаточно, чтобы поддерживать все биологические процессы на нашей планете и управлять погодными системами.

Изменения отраженной и повторно излучаемой энергии, конечно, влияют на энергетический баланс между землей и атмосферой. Этот энергетический баланс, в свою очередь, влияет на метеорологические условия и другие процессы, например, на рост растений.

Растущая забота о сохранении окружающей среды и образа жизни, а также стремление к повышению урожайности сельскохозяйственных культур делают необходимым наличие точной информации о поступающей и отраженной радиации. В этом отношении важнейшее значение может иметь распределение интенсивности излучения на разных длинах волн.

В настоящее время измерение солнечной радиации чрезвычайно важно во многих различных областях, таких как климатология, метеорология, гидрология, прогнозирование загрязнения, солнечная энергия, сельское хозяйство и испытания материалов.

Источник: Измерение солнечной радиации, Рейнхольд Рёземанн

Подробнее о параметрах метеорологии.

Солнечное излучение — Scientific American

СОЛНЕЧНОЕ излучение — это предмет, представляющий не только научный интерес. Это источник всей энергии, которая поддерживает экономику нашей планеты. Он освещает и нагревает других членов планетной системы. Но после этого использовалась лишь бесконечно малая часть общего излучения.Остаток, насколько нам известно, тратится на непрерывное рассеивание в космос. Предмет можно рассматривать и изучать как с солнечной, так и с земной точки зрения. В земной физике можно сказать, что все зависит от энергии, которая в той или иной форме поступает от солнечных лучей. Это мировой доход, и для нас принципиально важно знать, с какой скоростью он падает, чтобы получить его. Грубо говоря, поверхность земли на одну четверть занята сушей и на три четверти — морем.Следовательно, по крайней мере три четверти поверхности, которую Земля представляет для Солнца, находится на уровне моря. Следовательно, скорость, с которой лучистое солнечное тепло достигает уровня моря, является фактом, который имеет величайшее экономическое значение установить. При рассмотрении этой проблемы мы должны ответить на два вопроса: каков наилучший экспериментальный метод определения мощности нагрева солнечных лучей в любом месте & quest; и Какое место лучше всего подходит для проведения эксперимента & квеста; Возьмем последнее в первую очередь.Энергия, которую излучение передает поверхности, является наибольшей, когда оно попадает на нее перпендикулярно. В любой момент солнце стоит вертикально над той или иной точкой земной поверхности. Поэтому нашим первым шагом должен быть выбор места, где солнце проходит через зенит в полдень. Прежде чем достичь уровня моря, солнечные лучи должны пройти через всю толщу атмосферы. То, что атмосфера различается по прозрачности, является предметом повседневного наблюдения. Второе условие, следовательно, состоит в том, чтобы поставить себя в положение наибольшего преимущества в отношении атмосферных условий.Облака и подобные видимые препятствия, конечно, исключены. Воздух должен быть неподвижным, небо должно быть чистым и темно-синего цвета в регионах, удаленных от солнца, и не должно содержать ничего, что можно было бы назвать дымкой или что мешало бы определению солнца или других небесных тел. Только по осмотру мы можем лишь приблизительно установить, какие метеорологические условия являются наиболее благоприятными. По этой причине необходимо множить наблюдения и никогда не пропускать хорошую погоду.В конце концов, мы не можем не подходить все ближе и ближе к точному определению максимальной мощности нагрева Солнца на земной поверхности на уровне моря или около него, насколько позволяет степень совершенства наших инструментальных средств. Это ограничение возлагает на нас обязанность продолжать наблюдения не только до тех пор, пока не будут найдены наилучшие природные условия, но и до тех пор, пока инструменты или экспериментальные методы, кажется, могут быть улучшены. Если мы предположим на один момент, что мы достигли точки, где дальнейшее улучшение невозможно, то результатом нашей работы будет определение скорости, с которой единица площади земной поверхности на уровне моря или около него получает тепло от вертикальное солнце в единицу времени.Здесь не возникает вопроса о том, сколько теряется на пути от солнца. Все, что требуется, и самое большее, что выясняется, — это то, сколько прибывает. Если мы умножим это на площадь, включенную в большой круг Земли, мы получим количество лучистого тепла, которое мы можем рассчитывать как поставляемое всей Земле в единицу времени. Это константа, имеющая наибольшее значение в физической географии. Когда мы выяснили, что источник лучистого тепла достигает поверхности земли, мы должны выяснить, что с ним станет.Если бы тепло аккумулировалось, мир стал бы непригодным для жизни. Не подлежит сомнению, что давно Земля в этом отношении достигла состояния равновесия, которое поддерживается очень небольшими колебаниями. Фундаментальный принцип этого состояния равновесия состоит в том, что тепло, которое вся Земля получает от Солнца в течение года, также покидает его в течение года, так что, если взять один год за другим, сумма тепла остается такой же. Когда мы изучаем детали годового рассеивания Мы обнаруживаем, что атмосфера, и особенно водяной пар в ней, играет очень важную роль.Хотя он практически прозрачен для тепловых лучей, проходящих от Солнца к Земле, он очень непрозрачен для тех, кто покидает Землю и выходит наружу. Они сильно поглощаются, и температура атмосферы значительно превышает ту, которая была бы, если бы она была такой же прозрачной для выходящих лучей, как и для входящих. Это не влияет на постоянную задержку годового предложения; он все еще исчезает в течение года, но не раньше, чем он произвел важные климатические эффекты.Мы видим в этом различном поведении атмосферы по отношению к входящим и выходящим лучам пример закона Кирхгофа, в силу которого тело предпочтительно поглощает лучи, которые оно испускает само. Чрезвычайно маловероятно, что какая-либо часть лучей, исходящих непосредственно от солнца, исходит от сильно нагретой воды или водяных паров; поэтому не следует ожидать, что водяной пар в атмосфере поглотит их в какой-либо заметной степени. Однако, когда они ударяются о поверхность земли, будь то суша или море, они обильно поглощаются.Голубая вода океана пропускает видимые солнечные лучи на значительную глубину. В экспериментах, проведенных писателем на борту «Челленджера», белая поверхность площадью около четырех квадратных дюймов была отчетливо видна на глубине 25 саженей. Общая длина пути падающего и отраженного луча составляла 50 саженей; поэтому солнечные лучи, падающие на море, имеют толщину не менее 100 метров для воздействия. Когда они ударяются о землю, прямое воздействие оказывается поверхностным, но поглощающая способность поверхности почвы намного больше, чем у поверхности воды, и она часто достигает очень высокой температуры.Даже в самых засушливых странах почва влажная, и, возможно, в конечном итоге поверхность каждой частицы почвы является водной поверхностью. Так или иначе, но когда поверхность суши охлаждается, тепло с низкой преломляемостью, которое она излучает, в очень большой степени исходит от воды, и, соответственно, оно обильно поглощается водяным паром в нижних слоях атмосферы. При отсутствии механического перемешивания ветром эти слои могут потерять его, только передав его излучением более высоким слоям, содержащим влагу, откуда она в конечном итоге уходит в космос.Эта аккумулирующая функция атмосферы обеспечивает, что, хотя каждая часть земной поверхности периодически получает тепло, она постоянно теряет его. Поскольку тепло атмосферы происходит из-за контакта с. или излучение с поверхности, оно должно быть получено из источника, который достигает поверхности земли. Кроме того, ветер и все механические атмосферные воздействия возникают из-за разницы в плотности, и они вызываются не только тепловым расширением и сопутствующим повышением температуры воздуха, но также, без изменения температуры, смесью с ним зажигалка на газ.Такой газ — это водяной пар, а вода, которая его питает, находится на уровне моря. Следовательно, солнечное тепло, которое достигает поверхности земли на уровне моря или около него, должно поддерживать не только температуру поверхности земного шара, но также поддерживать все механические проявления воздуха и океана. . Это основание для утверждения, как указано выше, что единственная константа, представляющая интерес для земной физики, — это скорость, с которой вертикальное Солнце нагревает единицу площади земной поверхности на уровне моря.Инструменты, используемые для измерения теплового эффекта солнечных лучей, должны соответствовать определенным условиям. Площадь собранного пучка или пучка лучей должна быть точно известна; и необходимо предусмотреть точное измерение теплового эффекта, производимого ими в заданное время. Произведенный тепловой эффект измеряется массой некоторого вещества и либо изменением температуры в нем, либо изменением его агрегатного состояния. Актинометры, такие как актинометры Гершеля, Пуийе, Виолле, Кровы, являются приборами первого рода.Ледяной калориметр, использованный Экснером и Рентгеном, и паровой калориметр писателя — приборы второго рода. Термическая масса вещества, на которое воздействуют, удобно выражать через термически эквивалентный вес воды, который называется ее водным значением. В актинометре изменение температуры измеряется либо отдельным термометром, либо сам актинометр является термометром, калориметрические константы которого определены. В приборах второго класса термометр не требуется; тепловой эффект измеряется массой водного вещества, которое меняет свое состояние в данный момент либо с льда на воду, либо с воды на пар, причем оба имеют одинаковую температуру.В ледяном калориметре степень разжижения измеряется по изменению объема, как в калориметре Бунзена; в паровом калориметре образование пара измеряется по весу или объему произведенной дистиллированной воды. Паровой калориметр был недавно описан в Nature & lpar; vol. lxiii. п. 548 & rpar ;, и повторять его здесь нет необходимости. Она вполне удовлетворительно действовала в руках писателя в Египте в мае 1882 года, и с тех пор дает хорошие результаты в руках мистера Ф.Мичи Смит в обсерватории Кодайканал в Южной Индии, на высоте около 7000 футов над уровнем моря. Теоретически ледяной калориметр ничем не хуже парового калориметра, но его применение для измерения солнечного излучения имеет практический недостаток. В момент перед экспонированием лед в калориметре промерзает до внутренней поверхности металлической пластины, внешняя поверхность которой принимает солнечные лучи. Первый эффект воздействия солнца заключается в том, что лед отслаивается от пластины.Промежуточная вода вносит возмущения, которые нелегко учесть. Фундаментальный принцип актинометра аналогичен второму закону движения Ньютона; когда тело участвует в обмене теплом между собой и любым количеством других тел, каждый обмен происходит независимо от других. Скорость обмена в каждом случае зависит от разницы температур между двумя телами и происходит по принципу, согласно которому равные доли тепла теряются или приобретаются в равное время.При охлаждении тела воздух всегда подвержен как минимум двум совершенно независимым источникам потери тепла, а именно. излучение между собой и окружающими объектами и теплопроводность между собой и окружающим воздухом. В обычных условиях скорость потери тепла излучением может незначительно изменяться, но из-за теплопроводности она подвержена постоянным изменениям из-за изменяющейся скорости, с которой воздух, фактически контактирующий с термометром, обновляется. Не следует ожидать, что тело, подверженное по крайней мере двум независимым источникам потери тепла, будет охлаждаться так же, как если бы оно подвергалось воздействию только одного, точно так же, как можно ожидать, что на тело воздействуют двое. силы будут двигаться так же, как если бы их толкал только один из них.Состав скоростей охлаждения подобен скоростям на одной прямой; Результирующая ставка — это чистая или алгебраическая сумма всех ставок. Когда актинометр подвергается воздействию солнца, его температура повышается сначала быстро, а затем медленнее, пока, если эксперимент будет достаточно продолжительным, он не станет неподвижным. Температура отмечается через равные промежутки времени. Солнце экранируется либо после того, как температура стабилизируется, либо заранее, и температура наблюдается через равные промежутки времени во время охлаждения.Когда термометр имеет температуру выше, чем его корпус, он охлаждается. Поэтому, когда он il & excl; подвергается воздействию солнечных лучей, и его температура очень мало поднимается выше температуры вольера, начинается охлаждение; и то, что наблюдается при первой операции, есть. не скорость нагрева солнечными лучами. но эта скорость уменьшается со скоростью охлаждения термометра. Следовательно, когда две серии наблюдений были сделаны и занесены в таблицу, скорость повышения температуры по сравнению с показателем термометра равна.скажем, 2 градуса, 4 градуса или 6 град. выше корпуса. Точно так же скорость падения температуры, когда температура термометра составляет 2 градуса, 4 градуса или 6 градусов. выше, чем у корпуса во время охлаждения. Таким образом получают три пары ставок. Суммы всех трех пар скоростей должны быть одинаковыми, и каждая дает значение скорости, с которой температура актинометра повышалась бы при воздействии солнца, если бы не было охлаждения. Правило остается тем же, независимо от того, может ли температура подниматься до стационарной точки или нет.л, набитый тающим льдом, который использовал Виолле, или толстый металлический корпус, который использовал Крова, совершенно эффективно. тогда не нужно было бы проводить отдельный эксперимент с охлаждением в связи с каждым нагревом. Необходимость в этом обусловлена ​​тем, что. когда проникают солнечные лучи, температура воздуха в ограждении больше не равна и не может быть равной температуре закрывающей оболочки; он также не может оставаться неподвижным, как при постоянной температуре в тени. Эти возмущения.чего нельзя избежать, пока в камере есть воздух, делает невозможным применение заранее определенной скорости охлаждения. Каждый раз необходимо определять фактическую интегральную скорость охлаждения во время конкретного эксперимента. Если актинометр будет устроен так, чтобы на скорость охлаждения не влияло попадание или исключение солнечных лучей, можно было бы без колебаний принять статический метод, и прибор стал бы ценным инструментом для непрерывных самозаписывающих наблюдений.Их стоимость будет в основном относительной. Абсолютная величина солнечного теплового излучения, когда оно достигает поверхности Земли, должна определяться другими способами. Когда оно установлено при наиболее благоприятных обстоятельствах, оно не меняется, за исключением годового цикла вращения Земли. Суточная вариация, как показывает регистрация актинометров, имела бы большое местное значение. Крова в длинной серии ценных наблюдений, которые он сделал с 1875 года в Монпелье, фактически применил этот принцип на практике.Виоль, а затем Валло сделал очень важные наблюдения в окрестностях Шамони. Анналы обсерваторий mStSorologique du Mont Blanc содержат, в т. II., несколько интересных отчетов о результатах этих наблюдений. Их делали одновременно в Шамони и на некоторых станциях Монблана. Первая серия наблюдений была проведена в 1887 г. 28, 29 и 30 июля, и использовались два «абсолютных актинометра» Виолле-Энн. Чим.Phys. & lpar; 1879 & rpar; [5], т. xvii. & rpar ;. Большим преимуществом таких экспериментов является то, что они проводятся одновременно на двух станциях, расположенных на очень разных высотах. В. чем выше из двух, среднее барометрическое давление составляет 430 миллиметров, так что 33-76 всей атмосферы находятся ниже наблюдателя, и эта часть содержит почти весь водный пар. Над ним находится чуть больше половины, и это намного более простая и чистая половина атмосферы. В нем практически отсутствует водяной пар.приобрели личное знакомство с этим слоем воздуха, которое можно получить, только посвятив несколько лет проживанию в нем и наблюдению за ним. Именно это близкое и постоянное знакомство с такой большой частью земной атмосферы придает особенно большое значение наблюдениям и выводам г-на Валло. Основные результаты наблюдений Валло заключаются в следующем: соотношение между теплотой, полученной за одно и то же время одной и той же областью, перпендикулярной солнечным лучам на Монблане и в Шамони, оказалось равным 0.82 к 0,85, что хорошо согласуется с пропорцией, найденной Виолле в 1875 году. Однако значение солнечной радиации было намного ниже, чем обнаруженное Виолле. Максимальные значения, наблюдаемые Валло, составили 1,56 гр. град. C. на Монблане и 1,33 гр. град. C. в Шамони, а Виоль обнаружил 2,39 гр. град. С. на Монблане и 2,02 гр. град. C. на леднике Боссон в долине. Таким образом, наблюдаемые значения Виоль снова вдвое меньше, чем у Валло. Никакого объяснения причины этого несоответствия не предлагается, но указывается, что значения, наблюдаемые Кровой в Монпелье, больше соответствуют оценкам Валло, чем Виоллю.Они интересны сами по себе и ». стоит процитировать. Они относятся к 1895 году, лето которого было очень жарким. Интенсивность солнечной радиации, наблюдаемая М. Кровой в Монпелье в 1895 году, в граммах-градусах на квадратный сантиметр в минуту. Средства. Время года. Абсолютные максимумы. Ежемесячно. Сезонный. 1.02 1,12 1,15 1.09 1.82 28 января. Весна 1,20 1.13 1.13 1,15 1.8 Могу я: & excl ;. 1,22 1.14 1.19 1.-8 1.42 24 июля. 1,80 1,20 117 л.41 Сентябрь Р. Эту тему снова поднял Валло в 1891 году.t В Шамони 1.11 1,16 1.19 1,15 1,16 1.09 1.01 Соотношение интенсивностей. 0.M 0,87 0JM 0,82 0,77 Среднее значение отношения интенсивностей 0,84. как прежде. Значения интенсивности излучения несколько ниже, чем в 1887 г. В 1896 году профессор Ангстрем из Упсалы провел наблюдения на пике Тенерифе с помощью актинометра особой формы, зависящего от нагрева металлических пластин. Он проводил наблюдения на трех разных высотах: в Гимаре, 360 метров, в Канаде, 2125 метров, и на вершине, 3683 метра.Уменьшенная до однородной толщины в одну атмосферу, соответствующую давлению 760 мм, интенсивность излучения вертикального Солнца оказалась равной 1,39 Гимара, 1,51 Канады и 1,54 грамм-градуса на квадратный сантиметр в минуту. . Эти значения больше согласуются со значениями, найденными Валло в 1887 году, чем со значениями 1891 года. Но значения, найденные Кровой. Валло и Ангстрем одного порядка. Наблюдения автора с паровым калориметром в Египте в мае 1882 года были предприняты с целью установить максимальную скорость дистилляции вблизи уровня моря при наиболее благоприятных обстоятельствах.Это произошло в первой половине дня 18 мая, когда метеорологические условия были настолько благоприятными, насколько это было возможно. Солнце ровно светило в безоблачном небе, а воздух был неподвижен. Температура тени достигала 40,5 град. C. в течение дня. Время брали по мере перегонки порций по 5 кубических сантиметров. Самое короткое время, за которое это количество прошло, составило 3 мес. 20с. Это из расчета 1,5 куб. в минуту, и это произошло дважды в полдень, а именно в 10ч. 37м. и в 11ч. 23м.Поскольку собирающая площадь отражателя составляла 904 квадратных сантиметра, это соответствует 16,6 куб. перегоняется в минуту на квадратный метр. Если применить поправку на 20 град. зенитное расстояние становится 17,04 c.c. Испарение 17,04 грамма воды при 100 град. C. требуется 9,116 гр. град. C. тепла, так что количество тепла, фактически собираемого и используемого для производства пара, составляло 9 116 гр. град. С. на квадратный метр или 0,9116 гр. град. C. на квадратный сантиметр в минуту. Преобразование 9,116 гр. град.C .. при работе из расчета 0,425 килограмм-метр на грамм-градус, мы получаем как реализованное рабочее значение 3 875 килограмм-метров в минуту или 0,87 лошадиных сил на квадратный метр. Рефектор состоит из одного зеркала, наклоненного под углом 45 градусов. к оси инструмента. Это зеркало отбрасывает все отраженные лучи нормально на поверхность осевого котла. Зеркало большего размера снаружи и зеркало меньшего размера внутри него отбрасывают свои отраженные лучи под небольшим углом к ​​нормали.Если взять все отраженные лучи вместе, их средняя нормальная составляющая составляет 94% от общего количества отраженных лучей. Поэтому правомерно увеличить вышеуказанные цифры в соотношении 94: 100, что дает 0,93 лошадиных сил или 9700 гр. град. C. на квадратный метр в минуту. Зеркала не отражают идеально; почерневшая поверхность котла также плохо впитывает воду. Допуск в 7% на эти недостатки не будет сочтенным чрезмерным, и мы имеем в круглых числах рабочую ценность вертикальных лучей солнца на поверхности земли на уровне моря или около него как 1 лошадиная сила на квадратный метр; эквивалент этого в тепле — 10 300 гр.град. С. на квадратный метр в минуту, или 1,03 гр. град. C., принимая квадратный сантиметр за единицу площади. Г-н Мичи Смит сообщает автору, что наивысший уровень, который он наблюдал, составляет 1,754 c.c. перегоняется в минуту на высоте 7000 футов над уровнем моря. Это ровно семь шестых максимального уровня, наблюдаемого на берегах Нила. Если мы представим себе, что при наиболее благоприятных обстоятельствах радиация, определенная в Египте, может быть улучшена в этой пропорции, мы получим 1,17 лошадиных сил на квадратный метр и 1.202 гр. град. Цельсия на квадратный сантиметр в минуту как значение тепловой мощности солнца на уровне моря, что, вероятно, очень близко к истине. Сравнение этих результатов с уже приведенными. мы видим, что они согласуются с летними ценностями Кровы, определенными в Монпелье, и находятся на полпути между & lpar; 1891 & rpar; Валло. значение & искл; & искл; для Mont Blanc и Chamomx. Таким образом, мы приходим к выводу, что скорость, с которой поверхность Земли на уровне моря получает тепло от вертикального Солнца в наиболее благоприятных условиях, равна 1.2 гр. град. C. на квадратный сантиметр в минуту, или 1,17 лошадиных сил на квадратный метр. Обсуждая вопросы земной физики, было бы неразумно постулировать более обильный запас. Если приписать атмосфере коэффициент трансмиссии миссия не более двух третей, значение постоянной созара или тепловая мощность, которую солнечные лучи будут оказывать на поверхность площадью один квадратный сантиметр, подвергающуюся воздействию в течение одной минуты в точке на орбите Земли, составляет 1,8 грамма. град. C. Поскольку коэффициент пропускания, вероятно, больше двух третей, значение солнечной постоянной, вероятно, меньше 1.8. Валло, давая. Влияние на скорость поглощения, фактически наблюдаемую в воздухе, разделяющем его две станции, составляет 1,7 гр. град. C. как наиболее вероятное значение. Эти ценности в значительной степени согласуются с более старыми, такими как ценности Гершеля и Пуийе; но в настоящее время есть ощущение, что этим результатам не следует придавать особого значения, и более высокие цифры кажутся более приемлемыми. В недавней работе «Strahlung und Temneratv’l del ‘Sonne», стр. 38, Дж. Шайнер резюмирует обсуждение этого вопроса, давая 4 как наиболее вероятное значение солнечной постоянной.Как мы видели, тепло, достигающее уровня моря, должно поддерживать температуру земли и моря; он также должен обеспечивать энергией все виды океана; он должен нагревать и расширять воздух и обеспечивать скрытое тепло, представленное водяным паром в атмосфере, и он в основном является причиной «находок и штормов». Все это выдерживается на уровне менее 1,5 гр. град. C. на квадратный сантиметр в минуту. Но когда приведенный выше каталог функций был повторен, уже нечего было объяснять.Если солнечные лучи входят в верхнюю часть атмосферы с интенсивностью 4 и выходят в нижней ее части с интенсивностью только 1,5, как следует учитывать потери & quest; Он представляет собой почти вдвое больше энергии, чем уровень моря, и производит такие далеко идущие эффекты. Если он действительно вошел в атмосферу, он все еще должен быть там в виде тепла или его эквивалента. Но мы знаем, что воздух от этого не становится заметно теплее, и мы не видим никаких механических проявлений, которые можно было бы каким-либо образом представить в качестве эквивалента.Таким образом, мы заключаем, что не может быть объясненного избытка тепла такого порядка, следовательно, значения солнечной постоянной порядка 4 преувеличены. Дж. Й. Бьюкенен.

Введение в солнечную радиацию

Изменяющийся земной солнечный спектр

Уровни поглощения и рассеяния изменяются по мере изменения составляющих атмосферы. Облака — самый известный пример перемен; облака могут блокировать большую часть прямого излучения.Сезонные колебания и тенденции толщины озонового слоя имеют важное влияние на уровень наземного ультрафиолета.

Спектр на уровне земли также зависит от того, как далеко солнечное излучение должно проходить через атмосферу. Высота — один из факторов. В Денвере на милю (1,6 км) меньше атмосферы над ним, чем в Вашингтоне, и влияние времени года на солнечный угол важно, но наиболее значительные изменения происходят из-за вращения Земли (см. Рис. 4). В любом месте длина пути, по которой излучение должно достичь уровня земли, изменяется с течением дня.Таким образом, наблюдаются не только очевидные изменения интенсивности уровня земной солнечной радиации в течение дня, стремящиеся к нулю ночью, но и спектр излучения меняется каждый день из-за изменения длины пути поглощения и рассеяния.

Когда солнце находится над головой, прямое излучение, достигающее земли, проходит прямо через всю атмосферу, всю воздушную массу над головой. Мы называем это излучение «Прямое излучение воздушной массы 1» (AM 1D), и для целей стандартизации мы используем точку отсчета уровня моря.Глобальное излучение с солнцем над головой также называется излучением «Глобальная воздушная масса 1» (AM 1G). Поскольку он не проходит через воздушную массу, внеземной спектр называется спектром «Воздушной массы 0».

Атмосферный путь для любого зенитного угла просто описывается относительно воздушной массы над головой (рис. 4). Фактическая длина пути может соответствовать воздушным массам от менее 1 (высокогорные участки) до очень высоких значений воздушных масс непосредственно перед заходом солнца. В наших симуляторах Oriel Solar Simulators используются фильтры для дублирования спектров, соответствующих воздушным массам 0, 1, 1.5 и 2, значения, на которых основано большинство сравнительных тестовых работ.

Изучение наблюдений солнечного излучения NJWxNet

Введение

Солнечное излучение удовлетворяет множество потребностей потенциальных пользователей и является одной из многих переменных, наблюдаемых на станциях метеорологической сети Rutgers NJ Weather Network (NJWxNet). Начиная с 2004 года, первоначальная солнечная сеть из полдюжины станций выросла до нынешних 46. Солнечные приборы регистрируют входящие потоки излучения в диапазоне 0.Диапазон от 36 до 1,12 микрон. Множество продуктов связано с наблюдениями, которые первоначально собирались раз в час, а с середины 2012 года — каждые пять минут. К ним относятся максимальные, средние, минимальные (Вт / м²) и общие (кДж / м²) уровни излучения в пятиминутной, часовой и дневной шкалах.

Солнечные данные, собранные на сайтах NJWxNet, помогают понять взаимосвязь между солнечным излучением и наземными системами, включая нагрев поверхности и атмосферы, рост растений, здоровье человека и выработку энергии.Атмосферные условия влияют на величину излучения, достигающего поверхности, с такими переменными, как облачность, влажность и аэрозоли (мельчайшие естественные и созданные человеком жидкие или твердые частицы), влияющие на приходящую радиацию. До появления NJWxNet наблюдения за солнечной радиацией в штате Гарден были немногочисленными и чаще всего не носили непрерывного долгосрочного характера. Так было в других частях США до недавнего создания мезонетей, таких как NJWxNet, во многих штатах.

Здесь мы исследуем солнечные данные, собираемые станциями NJWxNet, и демонстрируем потенциальную ценность этих наблюдений для энергетического, метеорологического, инженерного и других сообществ. Согласно публикации Shining On, опубликованной в Национальной базе данных солнечной радиации, использование и использование всего лишь 0,2% солнечной энергии, падающей на территорию США, могло бы удовлетворить потребности страны в энергии в целом. В мире, который питается ограниченными источниками энергии, такими как нефть, уголь и природный газ, солнечное сияние является постоянным источником энергии с огромным потенциалом.Понимание солнечной климатологии Нью-Джерси в различных масштабах может помочь нам определить, насколько эффективными будут солнечные панели и как поступающая солнечная радиация влияет на метеорологические условия.

Наблюдения и методы

Из множества станций, поддерживающих солнечные измерения в сети NJWxNet, для этого анализа использовался Питтстаун. Одна из первых станций NJWxNet для измерения солнечной радиации, станция расположена в открытом поле на ферме Снайдера Университета Рутгерса в округе Хантердон.Прямые солнечные лучи из-за близлежащих деревьев или построек практически отсутствуют в любое время дня или в любом направлении вокруг станции. Энергия солнечного излучения измеряется с помощью пиранометра Apogee SP-110, который измеряет солнечную (прямую) и небесную (диффузную) радиацию. Для этого анализа мы сосредоточимся на дневных максимумах, минимумах, итогах и средних значениях. Поведение этих переменных, а также взаимосвязи между гелиакическими и метеорологическими переменными показаны на следующих диаграммах.

Результаты

На графиках ниже показано, как солнечная радиация меняется в зависимости от сезона и в течение определенного диапазона дней с различными атмосферными условиями. Каждый график сопровождается помеченными комментариями, которые описывают то, что показано, и, в некоторых случаях, предполагают, почему эти условия соблюдаются.

Общая суточная накопленная солнечная радиация на двух уровнях в 2018 году:
• Нанесены два уровня: верхняя часть атмосферы (TOA; рассчитывается) и поверхность (называемая инсоляцией; измеряется) в Питтстауне.TOA солнечное излучение представляет собой количество солнечной энергии, падающей на воображаемую поверхность, параллельную поверхности земли, в верхних слоях атмосферы до того, как возникнут какие-либо эффекты со стороны атмосферы.
• Параболическая форма солнечного излучения TOA имеет максимум во время летнего солнцестояния и минимум во время зимнего солнцестояния.
• Очевидно, что только часть солнечного излучения TOA достигает поверхности.
• Нерегулярные и неровные изменения инсоляции поверхности в основном определяются частичным облачным покровом, хотя такие факторы, как атмосферные осадки воды и твердые частицы, также влияют на излучение на поверхности.
• Обратите внимание, что обычно даже в пасмурный летний день у поверхности земли измеряется больше инсоляции, чем в ясный зимний день.

Пятидневный средний процент солнечной радиации, достигающей поверхности за четырехлетний период в Питтстауне:
• В среднем 47,9% приходящей солнечной радиации (сплошная красная линия) достигает поверхности. Другая половина поглощается атмосферой или отражается обратно в космос (в основном облаками), прежде чем достигнет поверхности.
• Более низкие значения чаще всего встречаются зимой, а более высокие — летом. Это говорит о том, что зимняя облачность встречается чаще, чем летом. Кроме того, при меньшем угле возвышения Солнца * зимой существует более длинный путь солнечного излучения через атмосферу до выхода на поверхность, что увеличивает потенциал поглощения и отражения солнечного излучения в атмосфере по сравнению с летом. Однако это может быть уравновешено более сухой и менее туманной атмосферой зимой по сравнению с летом.

* Угол возвышения Солнца измеряется от горизонта до центральной точки Солнца. Угол, проходящий непосредственно над местоположением к центральной точке Солнца, известен как зенитный угол Солнца.

Сезонный средний процент солнечной радиации, достигшей поверхности в Питтстауне, 2015 – настоящее время:
• На графике показаны сезонные различия в количестве TOA солнечной радиации, достигающей поверхности.
• Зимой обычно бывает более низкий процент, а летом — самый высокий (как видно на рисунке выше).
• Осенью 2018 года наблюдалось значительное снижение процента солнечной радиации, достигающей поверхности, по сравнению с другими водопадами и даже с самым низким зимним значением. График ниже показывает чрезмерную облачность осенью 2018 года в аэропорту Ньюарк (KEWR) по сравнению с предыдущими тремя годами, что, вероятно, объясняет этот заметный минимальный процент *.

* Дни со «значительной облачностью» были оценены с использованием почасовых условий облачности в KEWR, при этом значение балла 0, обозначенное для ясного или рассеянного, 0.5 для разбитого и 1 для пасмурного. Затем эти баллы суммировались за каждый день. Если дневная сумма была больше 18, это было определенно пасмурным днем.

5-минутное солнечное излучение в солнечный день в Питтстауне, 29 августа 2019 г .:
• Излучение, достигающее поверхности в преимущественно ясный день в Питтстауне, с несколькими проплывающими кучевыми облаками в середине дня и ближе к вечеру .
• Плавная пятиминутная линия солнечной радиации на поверхности видна в утренние и вечерние часы, так как нет никаких облаков или изменений в атмосферной мутности, которые могли бы вызвать отклонения от плавного суточного цикла, который очень похож по форме на солнечное излучение в верх атмосферы.Форма не идентична, так как более низкий угол возвышения Солнца в начале и в конце дня (более длинный путь Солнца через атмосферу) приводит к уменьшению процента излучения, достигающего поверхности, по сравнению с полуднем.
• Ранняя утренняя инсоляция, достигающая земли, представляет собой немного меньший процент TOA-излучения, чем в конце дня. Это может быть результатом немного более открытого ландшафта (т.е. обзора неба) к западу от станции, чем к восточному горизонту.
• В какой-то момент в начале дня процент приходящей радиации выскакивает за пределы общей формы кривой с гораздо более низкими значениями непосредственно перед и после (см. Стрелку).Все эти значения связаны с неоднородным облачным покровом, причем более высокое значение иллюстрирует «серебряную подкладку» облаков, когда излучение отражается от сторон облаков с разных направлений и достигает датчика. Это длится недолго, так как движущиеся облака также часто затеняют станцию.

5-минутное солнечное излучение в частично облачный день в Питтстауне, 25 августа 2019 г .:
• Радиация, достигающая поверхности в частично облачный день в Питтстауне. Кучевые облака присутствовали в течение значительной части светового дня, вызывая более частые большие колебания поверхностной радиации.
• В некоторых случаях поверхностное излучение приближается к TOA-излучению. Это снова результат эффекта «серебряной подкладки».
• Неровный характер этого временного ряда поверхностного излучения напоминает график суммарного дневного поверхностного излучения (первый график, показанный выше), с пиками и впадинами из-за меняющихся условий облачности в течение дневных или многодневных интервалов.

5-минутное солнечное излучение в пасмурный день в Питтстауне, 3 октября 2019 г .:
• День в Питтстауне с сильными облаками, приходящая солнечная радиация остается ниже 200 Вт / м² в течение дня.В частично пасмурный или солнечный день значения в это время года могут достигать 900 Вт / м².
• Большая часть излучения, попадающего в атмосферу над станцией, отражается обратно в космос от верхней части облаков, а некоторая часть поглощается облаками или даже аэрозолями в атмосфере.

Лаборатория глобального мониторинга ESRL — Глобальное излучение и аэрозоли

Ниже приводится краткое описание количества Измеряется на поверхности Земли в радиационной сети GML GRAD.

Общая терминология

• «Энергия излучения» — количество электромагнитной энергии, падающей на поверхность в единицу времени на единицу площади. В прошлом это количество часто упоминается как «флюс».
• «Солнечный» относится к электромагнитному излучению в спектральном диапазоне. приблизительно от 0,30 мкм до 3,0 мкм. Солнечное излучение также часто называют до коротковолнового с самыми короткими длинами волн солнечного излучения, известного как УФ, средний длины волн находятся в видимой части спектра, а длины волн больше чем видимое, известно как ближний или солнечный инфракрасный (ИК).
• «Термический» относится к диапазонам от 4,0 мкм до 100 мкм. диапазон в спектре. Тепловое излучение часто называют длинноволновым, а иногда и инфракрасный, хотя нужно отличать тепловое ИК от солнечного.
• «Итого» часто используется как модификатор измеряемого излучения. количество. Это может означать либо интеграл по широкому спектральному диапазону, либо относятся к сумме компонентов различных направлений, таких как диффузный и прямой солнечный, как определено ниже.
  
• «Spectral» используется для обозначения более высокого спектрального разрешения, чем термины «солнечный» и «тепловой». «Широкополосный» обычно относится к полному солнечному или полному тепловому спектральному диапазоны. «Широкополосный» обычно относится к подразделению широкополосного доступа, которое все еще охватывает, по крайней мере, несколько десятков процентов широкополосного диапазона. «Узкополосный» обычно относится к спектральной полосе от нескольких до нескольких десятков нанометров.Различные термины, такие как «высокое или среднее спектральное разрешение», относятся к до спектрального разрешения менее пары нанометров.
  

Широкополосные измерения

• Прямое солнечное излучение — Это солнечное излучение, которое проходит напрямую хотя атмосфера от солнца не рассеивается и не поглощается атмосфера. Обычно его измеряют на поверхности, которая находится в нормальном состоянии. по направлению к центру солнечного диска.Эта поверхность считается нормальной к положению солнца с помощью солнечного трекера. Пиргелиометры чаще всего используются для измерения общей прямой солнечной радиации. Большинство точные измерения этой величины получаются из абсолютных резонаторные радиометры, которые служат эталонами калибровки и все чаще используются в эксплуатации.
• Рассеянное солнечное излучение неба — Рассеянное солнечное излучение — это солнечное излучение который достигает земли, которая была рассеяна атмосферным компонентом например, молекулы воздуха, пыль или облака.Диффузная освещенность измеряется с помощью пиранометр который постоянно затеняется от прямого солнечного излучения. Непрерывный штриховка осуществляется штриховкой солнечный трекер.
• Общая солнечная энергия, направленная вниз — У этой величины много названий научным сообществом. Это общее количество солнечного излучения на обращенная вверх горизонтальная поверхность и представляет собой сумму вертикальной составляющей прямой солнечной освещенности и рассеянной освещенности неба.Это фундаментальная величина, из которой мировая система погоды / климата получает это энергия. Общее солнечное излучение, направленное вниз, измеряется либо с помощью пиранометр или, как правило, более точно суммируя прямую и диффузную горизонтальную освещенность на горизонтальной поверхности.
• Солнечное излучение, направленное вверх — Количество является падающим солнечным излучением обращенной вниз поверхностью. Источником количества является нисходящая солнечная излучение, которое отражается от поверхности земли.Восходящее солнечное излучение обычно диффузный и измеряется перевернутым пиранометром держал репрезентативное расстояние над землей.
• Нисходящее длинноволновое излучение — Это количество является тепловым излучением испускается атмосферой во всех направлениях; газы, аэрозоли и облака как полученный горизонтальной поверхностью, обращенной вверх. Нисходящее длинноволновое излучение измеряется пиргеометром.
• Длинноволновое излучение, направленное вверх — Излучаемое тепловое излучение для земной поверхности, проходящей через горизонтальную поверхность на репрезентативной расстояние над землей.Восходящая длинноволновая волна измеряется перевернутым пиргеометром.

Широкополосные измерения

• Прямое солнечное излучение — Прямое солнечное излучение в нескольких широкополосных диапазонах; Измеряются от 0,3 мкм до 0,530 мкм, от 0,3 мкм до 0,63 мкм и от 0,3 мкм до 0,695 мкм. в некоторых обсерваториях GML. Фильтр колесный пиргелиометр с использованием стеклянных фильтров Шотта используется для дискретных ручных наблюдений при ясном небе.
• Нисходящее солнечное излучение — Общее нисходящее солнечное излучение в полоса от 0,3 до 0,695 мкм измеряется на нескольких участках GRAD с помощью RG8 Schott стеклянный фильтр, установленный вместо прозрачного купола на пиранометре.

Узкополосные измерения

• Прямая, диффузная и полная относительная освещенность — Наблюдения прямое, рассеянное и полное спектральное солнечное излучение на горизонтальной поверхности измеряются на некоторых сайтах.Эти данные используются для определения спектральной оптическая толщина аэрозоля и может быть использована для получения дополнительных сведений о рассеянии и захватывающие черты атмосферы. Измерения производятся в относительных единиц из-за ограничений в поддержании абсолютной калибровки на радиометр. Используемый радиометр известен как мультифильтр с вращающейся полосой теней. Радиометр (МПРСР).
  
• Прямое солнечное излучение — Прямое солнечное излучение в определенной узкополосной каналов измеряется солнечными фотометрами.Эти наблюдения могут быть использованы для определения общего коэффициента пропускания атмосферы. в соответствующем спектральном диапазоне, который, в свою очередь, может быть использован для определения аэрозольных оптические глубины.