что такое рассеянная радиация
Рассеянная и суммарная радиация атмосферы
Еще лет двадцать назад, говоря о приходе тепла солнечной радиации к земной поверхности, имели в виду обычно лишь прямые солнечные лучи. Рассеянной радиации не придавали почти никакого значения, так как, не умея правильно ее измерять, не могли учесть ее роли в общем приходе лучистой энергии к земной поверхности. Но з. последнее время отношение к рассеянной радиации изменилось коренным образом. Мы научились ее измерять, оценили ее значение для Земли. Рассеянная радиация атмосферы’—это та же солнечная радиация, но только она доходит до земной поверхности не в виде прямых солнечных лучей, а в виде рассеянного потока.
Основное отличие рассеянной радиации от солнечной заключается в том, что при солнечной радиации мы имеем направленный поток лучей, тогда как рассеянная идет от всех мест небесного свода. Второе отличие заключается в том, что спектральный состав ее непостоянен: при безоблачном небе преобладает ультрафиолетовая радиация, при облачном небе максимум излучения перемещается к более длинным волнам — к красному концу спектра.
Так как первоисточником рассеянной радиации является солнечный луч, то вполне естественно ожидать, что величина рассеянной радиации самым тесным образом связана с высотой Солнца над горизонтом. Наблюдения подтверждают это: интенсивность рассеянной радиации увеличивается с увеличением высоты Солнца и уменьшается с уменьшением последней.
При безоблачном небе величина рассеянной радиации зависит от прозрачности атмосферы: чем меньше прозрачность атмосферы, тем значительнее рассеянная радиация, так как в этом случае в атмосфере появляются добавочные центры рассеивания (пылинки).
Измерения интенсивности потока рассеянной радиации при помощи специальных приборов показывают, что для безоблачного неба интенсивность этой радиации невелика — порядка сотых долей калорий на 1 квадратный сантиметр горизонтальной поверхности в 1 минуту.
Так как величина рассеянной радиации зависит от чистоты атмосферы, а также от ее плотности, то при подъеме на горы или в самолете величина рассеянной радиации должна уменьшаться, так как наиболее плотные и засоренные слои атмосферы окажутся ниже, а ведь именно эти слои играют основную роль в рассеивании солнечных лучей. Это подтверждается наблюдениями: чем выше производятся измерения, тем наблюдаемая рассеянная радиация меньше — обратно тому, что получается для прямых солнечных лучей.
Таким образом, величина рассеянной радиации при безоблачном небе невелика, и роль этой радиации в общем приходе лучистой энергии для земной поверхности незначительна.
Зато при наличии облаков рассеянная радиация значительно увеличивается. Это понятно: облака, состоящие из капелек воды или кристаллов льда, являются прекрасной рассеивающей средой. Насколько значительно увеличивается в этом случае рассеянная радиация, показывает рис. 13. На этом рисунке приведен результат записи в Павловске рассеянной радиаций атмосферы для двух последовательных дней 20 и 21 апреля 1935 года. 21-го день был безоблачный, а 20-го — высококучевые облака, полностью закрывавшие небесный свод. На рисунке показано, как велика радиация облачного неба по сравнению с безоблачным: так, около полудня 21 апреля она была 0,07 калории, а 20 апреля в то же время — 0,40 калории, то есть почти в шесть раз больше. Конечно, разные облака по-разному рассеивают солнечные лучи. Облака высоких форм, как, например, перистые, рассеивают радиацию по отношению к земной поверхности незначительно; облака низких, плотных форм (слоистые, дождевые) также немного; наибольшее рассеивание производят облака высококучевые и кучевые.
Из сказанного ясно, что величина рассеянной радиации может быть настолько значительной, что иной раз она способна конкурировать с величинами прямой солнечной радиации. Особенно велико значение рассеянной радиации для северной и полярной областей, где Солнце бывает сравнительно редко и весь приход радиации обусловливается главным образом рассеянной радиацией, прямая же солнечная играет второстепенную роль.
Даже из краткого изложения роли рассеянной радиации видно, какое большое значение имеют ее изучение и учет. В этом нуждается в первую очередь геофизика и метеорология: энергия, которую приносит эта радиация, играет немаловажную роль в процессах, происходящих на Земле и в нижних слоях атмосферы. Ботаника и агрономия тоже заинтересованы в изучении свойств, количества и качества рассеянной радиации. За последнее время ею заинтересовалась и медицина, так как в санаториях и на курортах ее используют для лечебных целей.
Суммарной радиацией называется общая величина потока лучистой энергии, достигающей земной поверхности как от Солнца, так и от небесного свода. В естественных условиях большей частью и происходит такой приход радиации.
В ясный, безоблачный день суммарная радиация складывается из прямой солнечной радиации на горизонтальную поверхность и рассеянной радиации безоблачного неба. При небесном своде, частично покрытом облаками, суммарная радиация складывается из солнечной, рассеянной атмосферой и рассеянной облаками радиации. При пасмурной погоде, то есть в тех условиях, когда небесный свод полностью покрыт облаками, мы получаем только радиацию, рассеянную облаками.
Для практических целей основное значение имеет изучение именно суммарной радиации, а не солнечной и рассеянной в отдельности, так как с суммарной радиацией связан основной ряд метеорологических процессов.
Многолетние записи на ряде актинометрических станций наблюдений как суммарной, так и по отдельности солнечной и рассеянной радиации (из сложения которых можно получить суммарную) дают возможность произвести учет этой радиации в различных климатических условиях.
Прежде чем перейти к изучению самих величин суммарной радиации, остановимся немного на соотношении между составляющими частями этой радиации как в годовом ходе, так и за год в целом.
На рис. 14 приведено процентное соотношение между приходом солнечной и рассеянной радиации. В верхней части рисунка это соотношение дано для самого северного пункта — бухты Тихой, в нижней — для наиболее южного пункта — города Ташкента. На этом рисунке проценты солнечной радиации заштрихованы.
В зимнее время в Ташкенте получается одинаковое количество тепла солнечной и рассеянной радиации. С весны перевес переходит на сторону солнечной радиации, которая непрерывно увеличивается до конца лета, когда на ее долю приходится 75 процентов всего прихода лучистой энергии. В дальнейшем, к зиме, роль солнечной радиации непрерывно уменьшается.
Другая картина получается для бухты Тихой. Прежде всего приход радиации наблюдается на этой станции только с марта по октябрь; в марте на долю солнечной радиации приходится 36 процентов, затем к лету процентное количество этой радиации уменьшается, в июне достигает 21 и к осени немного увеличивается. В годовом ходе получается обратное соотношение по сравнению с Ташкентом.
Если подсчитать соотношение между солнечной и рассеянной радиацией в среднем за год, то мы увидим, что роль этих радиаций в Ташкенте и бухте Тихой меняется. Для первого пункта на долю прямой солнечной радиации приходится 70 процентов, а на долю рассеянной — 30 процентов; для бухты Тихой обратная картина: прямая радиация Солнца дает 30 процентов, рассеянная — 70.
Теперь нам остается еще познакомиться с распределением суммарной радиации по земному шару, насколько это позволяют имеющиеся материалы.
В табл. 6 приведены средние годовые величины суммарной радиации для 23 мест.
Числа этой таблицы позволяют нам сделать ряд очень интересных выводов. Пункты в таблице расположены по уменьшающимся широтам. Сразу же бросается в глаза, что с уменьшением широты суммарная радиация увеличивается; от 57 больших калорий при широте 80°,3 она доходит до 170 при широте 36°,7, то есть увеличивается в три раза при уменьшении широты на 43 градуса.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
РАДИАЦИЯ РАССЕЯННАЯ
Смотреть что такое «РАДИАЦИЯ РАССЕЯННАЯ» в других словарях:
радиация солнечная рассеянная — Энергетическая освещенность, создаваемая рассеянным в атмосфере и отраженным от земной поверхности солнечным излучением, поступающим из телесного угла 2 пи, за исключением телесного угла, ограниченного солнечным диском. [РД 01.120.00 КТН 228 06]… … Справочник технического переводчика
рассеянная солнечная радиация — Нисходящая рассеянная и отраженная солнечная радиация, поступающая на земную поверхность от небесного свода … Словарь по географии
рассеянная радиация — sklaidomasis spinduliavimas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. diffuse radiation; scattered radiation; stray radiation vok. diffundierte Strahlung, f; diffuse Strahlung, f; gestreute Strahlung, f; Streustrahlung, f rus. рассеянная… … Fizikos terminų žodynas
РАДИАЦИЯ СОЛНЕЧНАЯ РАССЕЯННАЯ — солнечная радиация, претерпевшая рассеяние в атмосфере и поступающая непосредственно от небесного свода на единицу поверхности за единицу времени (Болгарский язык; Български) разсеяна слънчева радиация (Чешский язык; Čeština) rozptýlené sluneční… … Строительный словарь
солнечная радиация — электромагнитное излучение, исходящее от Солнца и поступающее в земную атмосферу. Длины волн солнечной радиации сосредоточены в диапазоне от 0,17 до 4 мкм с макс. на волне 0,475 мкм. Ок. 48 % энергии солнечного излучения приходится на видимую… … Географическая энциклопедия
уходящая коротковолновая радиация — Солнечная радиация, отраженная, рассеянная в обратном направлении и переизлученная земной поверхностью, атмосферой и облаками в космос … Словарь по географии
ГЕЛИОТЕРАПИЯ — (от греч. helios солнце и therapeia лечение), лечение солнечными лучами. Начало применения Г. относится к периоду за много веков до хр. э. Особенной популярностью этот метод пользовался у древних греков и римлян, у к рых необходимой частью терм… … Большая медицинская энциклопедия
СССР. Климат — Крайний С. территории СССР и острова Северного Ледовитого океана относятся к арктическому и субарктическому климатическим поясам, большая часть страны расположена в пределах умеренного пояса, южные районы Крыма, Кавказа и Средней Азии в… … Большая советская энциклопедия
Атмосфера Земли — (от греч. atmos ‒ пар и sphaira ‒ шар), газовая оболочка, окружающая Землю. А. принято считать ту область вокруг Земли, в которой газовая среда вращается вместе с Землёй как единое целое. Масса А. составляет около 5,15 1015 т. А. обеспечивает… … Большая советская энциклопедия
Прямая и рассеянная солнечная радиация
Если бы атмосфера пропускала к поверхности земли все солнечные лучи, то климат любого пункта Земли зависел бы только от географической широты. Так и полагали в древности. Однако при прохождении солнечных лучей через земную атмосферу происходит, как мы уже видели, их ослабление вследствие одновременных процессов поглощения и рассеивания. Особенно много поглощают и рассеивают капли воды и кристаллы льда, из которых состоят облака.
Та часть солнечной радиации, которая поступает на поверхность земли после рассеяния ее атмосферой и облаками, называется рассеянной радиацией. Та часть солнечной радиации, которая проходит через атмосферу не рассеиваясь, называется прямой радиацией.
Радиация рассеивается не только облаками, но и при ясном небе — молекулами, газов и частицами пыли. Соотношение между прямой и рассеянной радиацией изменяется в широких пределах. Если при ясном небе и вертикальном падении солнечных лучей доля рассеянной радиации составляет 0,1% прямой, то
при пасмурном небе рассеянная радиация может быть больше прямой.
В тех частях земли, где преобладает ясная погода, например в Средней Азии, основным источником нагревания земной поверхности является прямая солнечная радиация. Там же, где преобладает облачная погода, как, например, на севере и северо-западе Европейской территории СССР, существенное значение приобретает рассеянная солнечная радиация. Бухта Тихая, расположенная на севере, получает рассеянной радиации почти в полтора раза больше, чем прямой (табл. 5). В Ташкенте, наоборот, рассеянная радиация составляет менее 1 /3 прямой радиации. Прямая солнечная радиация в Якутске больше, чем в Ленинграде. Объясняется это тем, что в Ленинграде больше пасмурных дней и меньше прозрачность воздуха.
Альбедо земной поверхности. Земная поверхность обладает способностью отражать падающие на нее лучи. Количество поглощенной и отраженной радиации зависит от свойств поверхности земли. Отношение количества отраженной от поверхности тела лучистой энергии к количеству падающей лучистой энергии называется альбедо. Альбедо характеризует отражательную способность поверхности тела. Когда, например, говорят, что альбедо свежевыпавшего снега равно 80—85%, это означает, что 80—85% всей падающей на снежную поверхность радиации отражается от нее.
Альбедо снега и льда зависит от их чистоты. В промышленных городах в связи с осаждением на снег различных примесей, преимущественно копоти, альбедо меньше. Наоборот, в арктических областях альбедо снега иногда достигает 94%. Так как альбедо снега по сравнению с альбедо других видов поверхности земли наиболее высокое, то при снежном покрове прогревание земной поверхности происходит слабо. Альбедо травяной растительности и песка значительно меньше. Альбедо травяной растительности равно 26%, а песка 30%. Это означает, что трава поглощает 74% солнечной энергии, а пески — 70%. Поглощенная радиация идет на испарение, рост растений и нагревание.
Наибольшей поглощательной способностью обладает вода. Моря и океаны поглощают около 95% поступающей на их поверхность солнечной энергии, т. е. альбедо воды равно 5% (рис. 9). Правда, альбедо воды находится в зависимости от угла падения солнечных лучей (В. В. Шулейкин). При отвесном падении лучей от поверхности чистой воды отражается лишь 2% радиации, а при низком стоянии солнца — почти вся.
Погосян, Х.П. Атмосфера Земли/ Х.П. Погосян [и д.р.]. – М.: Просвещение, 1970.- 318 с.
Что такое рассеянная радиация
Уменьшение действительного количества прямой радиации по сравнению с возможной при безоблачном небе частично компенсируется притоком рассеянной солнечной радиации. На величину рассеянной радиации оказывают влияние факторы: высота Солнца над горизонтом, прозрачность атмосферы, содержание воды в атмосфере, альбедо земной поверхности. Рассеянная радиация увеличивается вместе с ростом прямой радиации, но доля её в суммарном потоке растет с уменьшением высоты Солнца и прозрачности атмосферы, а также с увеличением облачности. Средние суточные суммы рассеянной радиации, полученные по результатам измерений актинометрических станций, показали, что суточный приход рассеянной радиации во многих широтных зонах вполне соизмерим с приходом прямой солнечной радиации. Кроме того, в ряде мест земного шара, отличающихся большой облачностью, рассеянная радиация существенно доминирует над приходом прямой радиации. К таким местам относится полярная область и в значительной степени умеренные широты. Наоборот, в широтной зоне 20–30° суммы рассеянной радиации меньше прямой примерно в 2 раза.
Таблица 1.7. Средние годовые суммы рассеянной радиации (МДж/м 2 ) (Алисов Б.П., Полтараус Б.В., 1974)
Распределение годовых сумм рассеянной радиации на суше по широтным зонам Северного полушария показало, что наибольшие значения рассеянной радиации наблюдаются в приэкваториальной зоне с её высоким положением Солнца и большой облачностью преимущественно кучевых форм, хорошо рассеивающих солнечную радиацию. С удалением от экватора суммы рассеянной радиации заметно уменьшаются, особенно в пределах тропических широт. Так, зона 20–30°, отличающаяся наименьшей облачностью, получает в среднем около 68% от величины радиации в приэкваториальной зоне. Однако в зонах, относящихся к внетропическим широтам, годовой приход рассеянной радиации уже мало изменяется с широтой. Это значит, что влияние уменьшения высоты Солнца на рассеянную радиацию здесь почти полностью компенсируется увеличением облачности с ростом широты. В высоких широтах на величину рассеянной радиации кроме низкого положения Солнца и разреженной, тонкой облачности влияет также многократное отражение солнечной радиации от снежной поверхности. По расчетам М.С. Аверкиева, рассеянная радиация для поверхности, покрытой снегом, увеличивается при пасмурном небе на 68%, а при ясном – на 12% по сравнению с её величиной для бесснежной поверхности (Алисов Б.П., Полтараус Б.В., 1974).
2011dnevnoe
2011dnevnoe2 курс
Рассеянная солнечная радиация образуется в результате рассеивания солнечных лучей в атмосфере. Молекулы воздуха и взвешенные в нем частицы (мельчайшие капельки воды, кристаллики льда и т. п.), называемые аэрозолями, отражают часть лучей. В результате многократных отражений часть их все же достигает земной поверхности; это рассеянные солнечные лучи. Рассеиваются в основном ультрафиолетовые, фиолетовые и голубые лучи, что и определяет голубой цвет неба в ясную погоду. Удельный вес рассеянных лучей велик в высоких широтах (в северных районах). Там солнце стоит низко над горизонтом, и потому путь лучей к земной поверхности длиннее. На длинном пути лучи встречают больше препятствий и в большей степени рассеиваются.
(http://www.glossary.ru/cgi-bin/gl_sch2.c gi?RQgkog.outt:p!hgrgtx!nlstup!vuilw)tux yo)
(http://www.glossary.ru/cgi-bin/gl_sch2.c gi?RQgkog.outt:p!hgrgtx!nlstup!vuilw)tux yo)
Измерение солнечной радиации.
Для измерения солнечной радиации служат актинометры и пиргелиометры. Интенсивность солнечной радиации обычно измеряется по её тепловому действию и выражается в калориях на единицу поверхности за единицу времени.
Измерение интенсивности солнечной радиации производится пиранометром Янишевского в комплекте с гальванометром или потенциометром.
При замерах суммарной солнечной радиации пиранометр устанавливают без теневого экрана, при замерах же рассеянной радиации с теневым экраном. Прямая солнечная радиация вычисляется как разность между суммарной и рассеянной радиацией.
При определении интенсивности падающей солнечной радиации на ограждение пиранометр устанавливают на него так, чтобы воспринимаемая поверхность прибора была строго параллельна поверхности ограждения. При отсутствии автоматической записи радиации замеры следует производить через 30 мин в промежутке между восходом и заходом солнца.
Радиация, падающая на поверхность ограждения, полностью не поглощается. В зависимости от фактуры и окраски ограждения некоторая часть лучей отражается. Отношение отраженной радиации к падающей, выраженное в процентах, называется альбедо поверхности и измеряется альбедометром П.К. Калитина в комплекте с гальванометром или потенциометром.
Для большей точности наблюдения следует проводить при ясном небе и при интенсивном солнечном облучении ограждения.