Какую освещенность создает солнце на поверхности земли

Параграф 120 Ответы на вопросы ГДЗ Мякишев 11 класс (Физика)

©Reshak.ru — сборник решебников для учеников старших классов. Здесь можно найти решебники, ГДЗ, переводы текстов по школьной программе. Практически весь материал, собранный на сайте — авторский с подробными пояснениями профильными специалистами. Вы сможете скачать гдз, решебники, улучшить школьные оценки, повысить знания, получить намного больше свободного времени.

Главная задача сайта: помогать школьникам и родителям в решении домашнего задания. Кроме того, весь материал совершенствуется, добавляются новые сборники решений.

Какую освещенность создает Солнце на поверхности Земли (солнечная постоянная)?

Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь для публикации ответа на этот вопрос.

решение вопроса

Связанных вопросов не найдено

• Все категории
• экономические 43,679
• гуманитарные 33,657
• юридические 17,917
• школьный раздел 612,441
• разное 16,911

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.

Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.

Во сколько раз Солнце создает больше освещенность на Земле, чем Луна?

Снова вспомнил про упрек, что даю слишком легки задачи. Вот эта похитрее, мне ее задал один школьник много лет назад. Нужно оценить, во сколько раз больше освещенность земной поверхности в ясный солнечный день, чем в ночью при полной луне. Расстояние от Земли до Луны можно принять равным 400000 км, от Земли до Солнца 150 млн км, диаметр Луны d = 3500 км, ее поверхность отражает лишь 20% падающего на нее света (альбедо равно 0,2). Для простоты принять, что отражение от Луны происходит как от плоской поверхности, причем свет равномерно рассеивается во все стороны). Рассеянием света в атмосфере Земли пренебречь. Нужно привести не просто ответ, а ход решения.

А нет никакого простого решения. Здесь нужна научная работа. Можно лишь определить порядок отношения. Примерно так — Освещенность вне Земли порядка 150000 люкс. Альбедо Бонда для Луны — 0,067.Угловые размеры на небосклоне Солнца и Луны одинаковы, а формула освещенности( где освещенность уменьшается обратно квадрату расстояния) — сильно упрощенная. Постройте трапецию где меньшая вершина -это диаметр Луны, основание — диаметр Земли, высота расстояние от Земли до Луны. Посчитайте площадь трапеции и соотнесите с площадью полукруга радиусом 400000 км, и все равно это неправильно, так как считать надо в не в плоскости , а объеме. В общем, освещенность Земли Солнцем в наших широтах 17000 лк, Луной — 0,3 лк.

Попробую все же дать "простое решение" (используя только условия задачи, даже если численные данные неточные). И надеюсь на конструктивную критику. Если бы Луна отражала, как идеальное зеркало (без потерь и без рассеяния света), то отраженный ею свет представлял бы собой пучок в форме цилиндра, диаметр которого равен диаметру Луны; этот пучок создавал бы на Земле такую же освещенность, как и прямые солнечные лучи. Рассеяние Луной отраженного солнечного света (даже без потерь) приведет к тому, что освещенность на Земле снизится во столько же раз, во сколько раз площадь полусферы с радиусом r (расстояние от Земли до Луны) больше площади лунного диска. Площадь полусферы равна 2(пи)r2, площадь лунного диска равна (пи)d2/4, и освещенность снизится в 2(пи)r2/(пи)d2/4 = 8(r/d)2 = 8(380000/3500)2 = 105000 раз. Но из-за того, что 80% падающего на Луну солнечного света поглощается и лишь 20% отражается, освещенность уменьшится еще в 5 раз, а всего — 525 тысяч раз. И это хорошо (с учетом приближений в условии) согласуется с "литературными данными":

1.2 Основные законы солнечной энергии

Поверхность любого тела может как излучать, так и поглощать энергию.

Излучательной способностью е называется количество энергии, излучае мой 1 см 2 поверхности тела в единицу времени, кал / (кв. см 2 *с).

Излучательная способность зависит от природы тела, абсолютной температуры Т и длины волны .

Поглощательной способностью тела .k₂ отн.ед., называется количество энергии в относительных единицах, которое поглощается телом из общего количества падающей на него энергии.

По закону Кирхгофа, отношение излучательной способности тела еу для определенной длины волны 2 и абсолютной температуры Т к его поглощательной способности k^r есть величина постоянная, равная излучательной способности абсолютно черного тела при тех же условиях:

(1.4)

Величина зависит только от длины волны и абсолютной температуры и не зависит от природы тела.

Для абсолютно черного тела

Из анализа закона Кирхгофа следует, что если тело излучает энергию данной длины волны А при заданной температуре Т, то оно и поглощает энергию при той же температуре и длине волны. Тело, хорошо поглощающее энергию, хорошо ее излучает и наоборот.

Закон Кирхгофа называется избирательным законом поглощения. Это означает, что тело поглощает только те лучи, которые оно излучает.

Все тела в природе не являются абсолютно черными, т.е. имеют /> и излучают лишь определенную долю излучения абсолютно черного тела при той же температуре.

По закону Стефана-Больцмана, полная излучательная способность абсолютно черного тела пропорциональна четвертой степени его абсолютной температуры:

(1.5)

где V — постоянный коэффициент, равный 8,26 * 10′ 11 кал/(см 2 * мин).

Согласно закону смещения Вина, произведение длины волны максимального излучения Am на абсолютную температуру тела есть величина постоянная:

( 1.6)

Из формулы (1.3) следует, что чем выше температура тела, тем более коротковолновые лучи оно излучает и наоборот.

Таким образом, при изменении температуры тела максимум энергии в его спектре смещается. Поэтому закон Вина называют законом смещения. По закону Вина можно определить температуру излучающей поверхности Солнца.

Максимальное излучение Солнца приходится на длину волны равную 0,475 мкм. Тогда, подставив это значение длины волны в формулу (1.3), получим, что температура Солнца равна 6072°С.

1.3 Космическое солнечное излучение

Вследствие реакций ядерного синтеза в активном ядре Солнца достигаются температуры до 10 7 К; спектральное распределение потока излучения из ядра неравномерно. Это излучение поглощается внешними неактивными слоями, нагретыми до Т = 5800 К, в результате чего спектральное распределение солнечного излучения становится относительно непрерывным.

Наибольшая плотность потока солнечного излучения, приходящегося на Землю, составляет примерно 1 кВт/м 2 в диапазоне длин волн 0.3-2.5 мкм. Это излучение называется коротковолновым и включает видимый спектр. Для населенных районов в зависимости от места, времени суток и погоды потоки солнечной энергии, достигающие Земли, меняются от 3 до 30 МДж/ м 2 в день.

Солнечное излучение характеризуется энергией фотонов в максимуме распределения порядка 2 эВ, определенной по температуре поверхности Солнца около 6000 К. Это энергетический поток от доступного источника гораздо более высокой температуры, чем у традиционных технических источников. Излучение распространяется со скоростью 3х10 8 м/с и достигает земной атмосферы примерно за 8 минут. Тепловая энергия его может быть использована с помощью стандартных технических устройств (например: паровых турбин) и методами, разработанными на основе фотохимических и фотофизических взаимодействий.

Потоки энергии излучения, связывающие атмосферу с поверхностью Земли, также порядка 1 кВт/м 2 , но они перекрывают другой спектральный диапазон – от 5 до 25 мкм, называемый длинноволновым с максимумом около 10 мкм. По спектру коротко- и длинноволновое излучения расположены друг от друга достаточно далеко и могут быть легко различимы.

На рис. 1.4 показано спектральное распределение лучистой энергии на среднем расстоянии от Солнца до Земли, не искаженное влиянием атмосферы. Видно, что это распределение по форме, длине волны в максимуме и полной энергии излучения подобно распределению интенсивности излучения абсолютно черного тела при температуре 5800 К 0 . Площадь под этой кривой равна солнечной постоянной G = 1353 Вт/м 2 , которая представляет собой плотность потока излучения, падающего на площадку, перпендикулярную этому потоку и расположенную над атмосферой на расстоянии 1.496 10 км от Солнца (среднее расстояние от Земли до Солнца).

На самом деле плотность потока излучения, достигающего верхней границы атмосферы, отличается от солнечной постоянной вследствие флуктуаций потока солнечной энергии менее чем на 1.5% и вследствие предсказуемых изменений расстояния между Землей и Солнцем, вызванных слабой эллиптичностью земной орбиты, — на4% в течение года.

Солнечная радиация — это электромагнитное излучение, сосредоточенное в основном в диапазоне волн длиной 0,28…3,0 мкм. Солнечный спектр можно разделить на 3 основные области, что приведено на рисунке 1.5:

— ультрафиолетовых волн длиной 0,28…0,38 мкм, невидимых для наших глаз и составляющих приблизительно 2 % солнечного спектра; — световых волн в диапазоне 0,38 … 0,78 мкм, составляющих приблизительно 49 % спектра; — инфракрасных волн длиной 0,78…3,0 мкм, на долю которых приходится большая часть оставшихся 49 % солнечного спектра. Остальные части спектра играют незначительную роль в тепловом балансе Земли. Вклад в поток солнечной радиации излучения с длиной волны больше 2.5 мкм пренебрежительно мал, поэтому все три области относятся к коротковолновому излучению.

Рисунок 1.4 — Интенсивность прямого солнечного излучения в

зависимости от длины волны

Рисунок 1.5 — Спектральный состав суммарной радиации при

Спектральный состав суммарной радиации при безоблачном небе, рассчитанные для горизонталь­ной поверхности (кривые относятся к высоте Солнца над горизонтом 30°) представлен на рис.1.5.

Составляющие излучения

Солнечная энергия достигает атмосферы в виде направленного потока солнечного космического излучения. На поверхности Земли регистрируется как прямой поток, так и рассеянное атмосферой излучение.

Солнечная деятельность характеризуется приблизительными показателями, составляющими схему теплового баланса Земли (рис. 1.6).

Суммарная солнечная радиация включает в себя два вида излучения, падающего на горизонтальную плоскость – прямое и рассеянное (см.рис. 1.7).

Соотношение между прямой, рассеянной и суммарной радиацией имеет вид

, (1.7)

где — прямая солнечная радиация на поверхность перпендикулярную солнечным лучам;

прямая солнечная радиация на горизонтальную поверхность;

рассеянная солнечная радиация на горизонтальную поверхность;

— высота Солнца над горизонтом.

1 — преобразуется в энергию ветра (2,5%); 2 — преобразуется

в энергию морских течений (0,04%); 3 — падает на поверхность

океана (33%); 4 — падает на сушу (15%); 5 — усваивается

Рисунок 1.6 — Распределение лучистой энергии Солнца

Рисунок 1.7 — Поступление солнечного излучения

на земную поверхность

Рисунок 1.8 — Составляющие суммарной солнечной

радиации на наклонную поверхность

На практике прямые лучи от диффузной составляющей отличаются тем, что направленный поток может быть сфокусирован. Даже в ясный день имеется некоторое количество рассеянного излучения. Отношение интенсивности направленного потока к полной интенсивности излучения меняется от 0.9 в ясный день до 0 в очень пасмурный день.

Прямой солнечной радиацией называют радиацию, приходящую к

земной поверхности непосредственно от солнечного диска. Несмотря на то,

что солнечная радиация распространяется от Солнца по всем направлениям,

к Земле она приходит в виде пучка параллельных лучей, исходящих как бы

из бесконечности. Приток прямой солнечной радиации на земную поверхность или на любой уровень в атмосфере характеризуется энергетической освещенностью — количеством лучистой энергии, поступающей за единицу времени на единицу площади. Максимальный приток прямой солнечной радиации будет поступать на площадку, перпендикулярную солнечным лучам. Во всех остальных случаях энергетическая освещенность будет определяться высотой Солнца, или синусом угла, который образует солнечный луч с поверхностью площадки

В общем случае S (энергетическая освещенность площадки единичной

площади, перпендикулярной солнечным лучам) равно So. Поток прямой

солнечной радиации, приходящийся на горизонтальную площадку, называется инсоляцией.

Рисунок 1.9 – Прохождение солнечных лучей сквозь

Проходя через атмосферу, прямая солнечная радиация испытывает рас сеяние молекулами атмосферных газов и аэрозольных примесей (рис.1.9). При рассеянии частица, находящаяся на пути распространения электромагнитной волны, непрерывно поглощает энергию и переизлучает ее по всем направлениям. В результате поток параллельных солнечных лучей, идущих в определенном направлении, переизлучается по всем направлениям.

Рассеяние происходит на всех длинах волн электромагнитного излучения, но его интенсивность определяется соотношением размера рассеивающих

частиц и длин волн падающего излучения. В абсолютно чистой атмосфере,

где рассеяние производится только молекулами газов, размеры которых

меньше длин волн излучения, оно подчиняется закону Рэлея, который гласит,

что спектральная плотность энергетической освещенности рассеянной радиации обратно пропорциональна четвертой степени длины волны рассеиваемых лучей

где Sλ — спектральная плотность энергетической освещенности прямой

радиации с длиной волны λ,

Dλ — спектральная плотность энергетической освещенности рассеянной радиации с той же длиной волны,

а — коэффициент пропорциональности.

В соответствии с законом Рэлея, в рассеянной радиации преобладают более короткие длины волн, так как красные лучи, будучи в два раза длиннее фиолетовых, рассеиваются в 14 раз меньше.

Инфракрасная радиация рассеивается очень незначительно. Считают, что рассеянию подвергается около 26% общего потока солнечной радиации, 2/3 этой радиации приходит к земной поверхности. Так как рассеянная радиация поступает не от солнечного диска, а от всего небосвода, то ее

энергетическую освещенность измеряют на горизонтальной поверхности.

Единицей измерения энергетической освещенности рассеянной радиации

является Вт/м2 или кВт/м2.

Если рассеяние происходит на частицах, соизмеримых с длинами волн

излучения (аэрозольные примеси, кристаллы льда и капельки воды), то

рассеяние не подчиняется закону Рэлея и энергетическая освещенность рассеянной радиации становится обратно пропорциональной не четвертой, а меньшим степеням длин волн — т.е. максимум рассеяния смещается в более

длинноволновую часть спектра. При большом содержании в атмосфере

крупных частиц рассеяние сменяется диффузным отражением, при котором

поток света отражается частицами как зеркалами, без изменения спектрального состава. Поскольку падает белый свет, то и отражается тоже поток белого света. В результате цвет неба становится белесым.

С рассеянием связаны два интересных явления — это голубой цвет неба и

сумерки. Голубой цвет неба — это цвет самого воздуха, обусловленный

рассеянием в нем солнечных лучей. Так как в чистом небе рассеяние

подчиняется закону Рэлея, то максимум энергии рассеянной радиации,

идущей от небесного свода, приходится на голубой цвет. Голубой цвет

воздуха можно видеть, рассматривая отдаленные предметы, которые кажутся

окутанными голубоватой дымкой. С высотой, по мере уменьшения плотности воздуха, цвет неба становится темнее и переходит в густо-синий, а в стратосфере — в фиолетовый. Чем больше примесей содержится в атмосфере, тем больше доля длинноволновой радиации в спектре солнечного

света, тем белесоватее становится небо.

Из-за рассеяния наиболее коротких волн прямая солнечная радиация

обедняется волнами этого диапазона, поэтому максимум энергии в прямой

радиации смещается в желтую часть и солнечный диск окрашивается в

желтый цвет. При низких углах Солнца рассеяние происходит очень

интенсивно, смещаясь в длинноволновую часть электромагнитного спектра,

особенно при загрязненной атмосфере. Максимум прямой солнечной

радиации смещается в красную часть, солнечный диск становится красным, и

возникают яркие желто-красные закаты.

После захода Солнца темнота наступает не сразу, аналогично утром, на

земной поверхности становится светло за некоторое время до появления

солнечного диска. Это явление неполной темноты при отсутствии солнечного диска получило название сумерек вечерних и утренних.

Причиной этого является освещение Солнцем, находящимся под горизонтом, высоких слоев атмосферы и рассеяние ими солнечного света. Различают астрономические сумерки, которые продолжаются, пока Солнце не опустится ниже горизонта на 180 и при этом станет так темно, что будут различимы самые слабые звезды. Первая часть вечерних астрономических сумерек и последняя часть утренних астрономических сумерек называется гражданскими сумерками, при которых Солнце опускается под горизонт не ниже 80. Продолжительность астрономических сумерек зависит от широты местности. Над экватором они короткие, до 1 часа, в умеренных широтах составляют 2 часа. В высоких широтах в летний сезон вечерние сумерки сливаются с утренними, образуя белые ночи.

Поток прямой солнечной радиации зависит от высоты Солнца над горизонтом. Поэтому в течение дня поток солнечной радиации сначала

быстро, потом медленно нарастает от восхода Солнца до полудня и сначала

медленно, потом быстро уменьшается от полудня до захода Солнца. Но

прозрачность атмосферы в течение дня меняется, поэтому кривая дневного хода прямой радиации не плавная, а имеет отклонения. Но в среднем за

длительный период наблюдений изменения радиации в течение дня приобретают вид плавной кривой. В течение года энергетическая освещенность прямой солнечной радиации для основной части поверхности Земли существенно меняется, что связано с изменениями высоты Солнца.

Для северного полушария минимальные значения как прямой радиации на перпендикулярную поверхность, так и инсоляции приходятся на декабрь, максимальные — не на летний период, а на весну, когда воздух менее замутнен продуктами конденсации и мало запылен. Средняя полуденная энергетическая освещенность в Москве в декабре составляет 0,54, апреле 1,05, июне-июле 0,86-0,99 кВт/м2. Суточные же значения прямой радиации максимальны летом, при максимальной продолжительности солнечного сияния.

Максимальные значения прямой солнечной радиации мало растут с

убыванием широты, несмотря на рост высоты Солнца. Это связано с тем, что

в южных широтах возрастает влагосодержание и запыленность воздуха.

Поэтому на экваторе максимальные значения составляют чуть больше

максимумов умеренных широт. Наибольшие на Земле годовые значения

прямой солнечной радиации наблюдаются в Сахаре — до 1,10 кВт/м 2 .

Сезонные различия прихода прямой радиации следующие. В летний

период наибольшие значения прямой солнечной радиации наблюдаются под

30-40 0 широты летнего полушария, к экватору и к полярным кругам значения

прямой солнечной радиации уменьшаются. К полюсам для летнего полушария уменьшения прямой солнечной радиации небольшие, в зимнем — она становится равной нулю. Весной и осенью максимальные значения прямой солнечной радиации наблюдаются на 10-20 0 весеннего полушария и 20-30 0 -осеннего. Только зимняя часть приэкваториальной зоны получает

максимальные для данного периода значения прямой солнечной радиации.

С высотой над уровнем моря максимальные значения радиации возрастают вследствие уменьшения оптической толщины атмосферы: на каждые 100 метров высоты величина радиации в тропосфере возрастает на

0,007-0,14 кВт/м2. Максимальные значения радиации, зафиксированные в

горах, составляют 1,19 кВт/м2.

Рассеянная радиация, поступающая на горизонтальную поверхность, также меняется в течение дня: возрастает до полудня и уменьшается после

полудня. Величина потока рассеянной радиации в целом зависит от продолжительности дня и высоты Солнца над горизонтом, а также прозрачности атмосферы (уменьшение прозрачности приводит к увеличению рассеяния). Кроме того, рассеянная радиация в очень широких пределах меняется в зависимости от облачности. Отраженная облаками радиация также рассеивается. Рассеивается и отраженная снегом радиация, что увеличивает ее долю зимой. Рассеянная радиация при средней облачности более чем в два раза превосходит ее значения в безоблачный день.

Рассеянная радиация может существенно дополнять прямую радиацию,

особенно при низком Солнце. Вследствие рассеянного света вся атмосфера

днем служит источником освещения: днем светло и там, куда солнечные лучи непосредственно не падают, и тогда, когда Солнце скрыто облаками.

Рассеянная радиация увеличивает не только освещенность, но и нагревание земной поверхности. Величины рассеянной радиации в общем меньше, чем прямой, но порядок величин тот же. В тропических и средних широтах величина рассеянной радиации составляет от половины до двух третей значений прямой радиации. На 50-60 0 их значения близки, а ближе к полюсам рассеянная радиация преобладает.

Всю солнечную радиацию, приходящую к земной поверхности, называют суммарной солнечной радиацией.

Q = S sin hc + D (1.10)

где S — энергетическая освещенность прямой радиации,

hc — высота Солнца,

D — энергетическая освещенность рассеянной радиации.

При безоблачном небе суммарная солнечная радиация имеет суточный

ход с максимумом около полудня и годовой ход с максимумом летом.

Частичная облачность, не закрывающая диск Солнца, увеличивает суммарную радиацию по сравнению с безоблачным небом, полная облачность, наоборот, уменьшает ее. В среднем же, облачность уменьшает радиацию. Поэтому летом приход суммарной радиации в дополуденные часы больше, чем в послеполуденные и в первую половину года больше, чем во вторую.

Распределение значений суммарной радиации по земному шару отклоняется от зонального, что объясняется влиянием прозрачности атмосферы и облачности. Максимальные годовые значения суммарной радиации составляют 84*10 2 – 92*10 2 МДж/м 2 и наблюдаются в пустынях Северной Африки. Над областями приэкваториальных лесов с большой облачностью значения суммарной радиации снижены до 42*10 2 – 50*10 2 МДж/м 2 . К более высоким широтам обоих полушарий значения суммарной радиации убывают, составляя под 60-й параллелью 25*10 2 – 33*10 2 МДж/м 2 . Но затем снова растут — мало над Арктикой и значительно — над Антарктидой, где в центральных частях материка составляют 50*10 2 – 54*10 2 МДж/м 2 . Над океанами в целом значения суммарной радиации ниже, чем над соответствующими широтами суши.

Рисунок 1.10 — Распределение солнечной радиации

на поверхности Земли, кВтч/г

В декабре наибольшие значения суммарной радиации отмечаются в пустынях Южного полушария (8*10 2 – 9*10 2 МДж/м2). Над экватором

значения суммарной радиации снижаются до 3*10 2 – 5*10 2 МДж/м 2 . В Северном полушарии радиация быстро убывает к полярным районам и за

полярным кругом равна нулю. В Южном полушарии суммарная радиация

убывает к югу до 50-60 0 ю.ш. (4*10 2 МДж/м 2 ), а затем возрастает до 13*10 2

МДж/м 2 в центре Антарктиды.

В июле наибольшие значения суммарной радиации (свыше 9*10 2 МДж/м 2 ) наблюдаются над северо-восточной Африкой и Аравийским полуостровом. Над экваториальной областью значения суммарной радиации невысоки и равны декабрьским. К северу от тропика суммарная радиация убывает медленно до 60 0 с.ш., а затем возрастает до 8*10 2 МДж/м 2 в Арктике.

В южном полушарии суммарная радиация от экватора быстро убывает к югу, достигая нулевых значений у полярного круга.

При поступлении на поверхность суммарная радиация частично поглощается в верхнем тонком слое почвы или воды и переходит в тепло, а

частично отражается. Условия отражения солнечной радиации от земной

поверхности характеризуются величиной альбедо, равной отношению

отраженной радиации к приходящему потоку (к суммарной радиации).

Теоретически значения альбедо могут меняться от 0 (абсолютно черная

поверхность) до 1 (абсолютно белая поверхность). Имеющиеся материалы

наблюдений показывают, что величины альбедо подстилающих поверхностей меняются в широких пределах, причем их изменения охватывают почти полностью возможный интервал значений отражательной способности различных поверхностей. В экспериментальных исследованиях найдены значения альбедо почти для всех распространенных естественных подстилающих поверхностей. Эти исследования прежде всего показывают, что условия поглощения солнечной радиации на суше и на водоемах заметно различаются. Наибольшие значения альбедо наблюдаются для чистого и сухого снега (90-95%). Но так как снежный покров редко бывает совершенно

чистым, то средние значения альбедо снега в большинстве случаев равны 70-

80%. Для влажного и загрязненного снега эти значения еще ниже — 40-50%.

При отсутствии снега наибольшие альбедо на поверхности суши свойственны некоторым пустынным районам, где поверхность покрыта слоем кристаллических солей (дно высохших озер). В этих условиях альбедо имеет значение 50%. Немногим меньше значения альбедо в песчаных пустынях. Альбедо влажной почвы меньше альбедо сухой почвы. Для влажных черноземов значения альбедо составляют предельно малые величины — 5%. Альбедо естественных поверхностей со сплошным растительным покровом изменяется в сравнительно небольших пределах — от 10 до 20-25%. При этом альбедо леса (особенно хвойного) в большинстве случаев меньше, чем альбедо луговой растительности.

Условия поглощения радиации на водоемах отличаются от условий

поглощения на поверхности суши. Чистая вода сравнительно прозрачна для

коротковолновой радиации, вследствие чего солнечные лучи, проникающие в

верхние слои, многократно рассеиваются и только после этого в значительной мере поглощаются. Поэтому процесс поглощения солнечной радиации зависит от высоты Солнца. Если оно стоит высоко — значительная часть приходящей радиации проникает в верхние слои воды и, в основном,

поглощается. Поэтому альбедо водной поверхности составляет первые

единицы процента при высоком Солнце, а при низком Солнце альбедо

возрастает до нескольких десятков процентов.

Альбедо системы «Земля-атмосфера» имеет более сложную природу.

Приходящая в атмосферу солнечная радиация частично отражается в результате обратного рассеивания атмосферы. При наличии облаков значительная часть радиации отражается от их поверхности. Альбедо облаков зависит от толщины их слоя и составляет в среднем 40-50%. При полном или частичном отсутствии облаков альбедо системы «Земля-атмосфера» существенно зависит от альбедо самой земной поверхности.

Характер географического распределения планетарного альбедо по наблюдениям со спутников показывает существенные различия между альбедо высоких и средних широт Северного и Южного полушарий. В тропиках наибольшие значения альбедо наблюдаются над пустынями, в зонах конвективной облачности над Центральной Америкой и над акваториями океанов. В Южном полушарии, в отличие от Северного, наблюдается зональный ход альбедо вследствие более простого распределения суши и моря. Наиболее высокие значения альбедо находятся в полярных широтах.

Преобладающая часть радиации, отраженной земной поверхностью и

верхней границей облаков, уходит в мировое пространство. Также уходит и

треть рассеянной радиации. Отношение уходящей в космос отраженной и

рассеянной радиации к общему количеству солнечной радиации, поступающей к атмосфере, носит название планетарного альбедо Земли или альбедо Земли. Его значение оценивают в 30%. Основную часть планетарного альбедо составляет радиация, отраженная облаками.

1 – распределение коротковолнового излучения Солнца; 2 — распределение длинноволнового излучения Земли

Рисунок 1.11 — Спектральное распределение коротковолнового и

На рис.1.11 показано спектральное распределение коротковолнового излучения Солнца и длинноволнового излучения Земли. На рис. 1.9 процессы происходящие при прохождение солнечного излучения сквозь атмосферу годовой радиационный баланс Земли.

Радиационный баланс, который приведен на рисунке 1.12, отнесен к 100 % солнечной радиации, приходящей на верх­нюю границу атмосферы.