2-MA'RUZA.
QUYOSH RADIATSIYASI.
Reja:
1. Quyosh nurlanishining Yerdagi hayot uchun qiymati.
2. Quyosh nurlanishining turlari.
3. Quyosh nurlanishining spektral tarkibi.
4. Nurlanishning yutilishi va tarqalishi.
5.PAR (fotosintetik faol nurlanish).
6. Radiatsiya balansi.
1. Yerdagi barcha tirik mavjudotlar (o‘simliklar, hayvonlar va odamlar) uchun asosiy energiya manbai quyosh energiyasidir.
Quyosh radiusi 695300 km bo'lgan gaz sharidir. Quyosh radiusi Yer radiusidan 109 marta katta (ekvator 6378,2 km, qutb 6356,8 km). Quyosh asosan vodorod (64%) va geliydan (32%) tashkil topgan. Qolganlari uning massasining atigi 4% ni tashkil qiladi.
Quyosh energiyasi biosferaning mavjudligining asosiy sharti va asosiy iqlim hosil qiluvchi omillardan biridir. Quyosh energiyasi tufayli atmosferadagi havo massalari doimiy ravishda harakatlanadi, bu esa atmosferaning gaz tarkibining doimiyligini ta'minlaydi. Quyosh radiatsiyasi ta'sirida suv omborlari, tuproq, o'simliklar yuzasidan juda ko'p miqdorda suv bug'lanadi. Okean va dengizlardan materiklarga shamol tashiydigan suv bugʻlari quruqlikdagi yogʻingarchilikning asosiy manbai hisoblanadi.
quyosh energiyasi - ajralmas holat fotosintez jarayonida quyosh energiyasini yuqori energiyali organik moddalarga aylantiruvchi yashil o'simliklar mavjudligi.
O'simliklarning o'sishi va rivojlanishi quyosh energiyasini o'zlashtirish va qayta ishlash jarayonidir, shuning uchun qishloq xo'jaligi ishlab chiqarishi faqat quyosh energiyasi Yer yuzasiga etib kelgan taqdirdagina mumkin. Rus olimi shunday deb yozgan edi: “Eng yaxshi oshpazni xohlagancha bering. toza havo, quyosh nuri, butun daryo toza suv, bularning barchasidan shakar, kraxmal, yog'lar va donlarni pishirishni so'rang va u sizni uning ustidan kulayotganingizni o'ylaydi. Ammo odamga mutlaqo hayoliy ko'rinadigan narsa, Quyosh energiyasi ta'sirida o'simliklarning yashil barglarida hech qanday to'siqsiz amalga oshiriladi. Taxminlarga ko'ra, 1 kv. soatiga bir metr barg bir gramm shakar hosil qiladi. Yer atmosferaning uzluksiz qobig'i bilan o'ralganligi sababli, quyosh nurlari yer yuzasiga etib borgunga qadar atmosferaning butun qalinligi bo'ylab o'tadi, bu ularni qisman aks ettiradi, qisman tarqaladi, ya'ni miqdorini o'zgartiradi. va er yuzasiga kiradigan quyosh nurlarining sifati. Tirik organizmlar quyosh radiatsiyasi tomonidan yaratilgan yorug'lik intensivligining o'zgarishiga sezgir. Yorug'lik intensivligiga turlicha munosabatda bo'lganligi sababli o'simliklarning barcha shakllari yorug'likni yaxshi ko'radigan va soyaga chidamli bo'linadi. Ekinlarning etarli darajada yoritilmasligi, masalan, don ekinlarining somon to'qimalarining zaif farqlanishiga olib keladi. Natijada, to'qimalarning mustahkamligi va elastikligi pasayadi, bu ko'pincha ekinlarning joylashishiga olib keladi. Qalinlashgan makkajo'xori ekinlarida quyosh nurlanishining kam yoritilishi tufayli o'simliklarda boshoqlarning shakllanishi zaiflashadi.
Quyosh nurlari ta'sir qiladi Kimyoviy tarkibi qishloq xo'jaligi mahsulotlari. Masalan, lavlagi va mevalarning shakar miqdori, bug'doy donidagi oqsil miqdori to'g'ridan-to'g'ri quyoshli kunlar soniga bog'liq. Quyosh radiatsiyasining kelishi ortishi bilan kungaboqar, zig'ir urug'laridagi yog' miqdori ham ortadi.
O'simliklarning havo qismlarining yoritilishi ozuqa moddalarining ildizlar tomonidan so'rilishiga sezilarli ta'sir qiladi. Kam yorug'lik ostida assimilyatsiyalarning ildizlarga o'tishi sekinlashadi va buning natijasida o'simlik hujayralarida sodir bo'ladigan biosintetik jarayonlar inhibe qilinadi.
Yoritish o'simlik kasalliklarining paydo bo'lishi, tarqalishi va rivojlanishiga ham ta'sir qiladi. INFEKTSION davri ikki bosqichdan iborat bo'lib, yorug'lik omiliga javoban bir-biridan farq qiladi. Ulardan birinchisi - sporalarning haqiqiy urug'lanishi va infektsion printsipning ta'sirlangan madaniyat to'qimalariga kirib borishi - ko'p hollarda yorug'likning mavjudligi va intensivligiga bog'liq emas. Ikkinchisi - sporlar unib chiqqandan keyin - yuqori yorug'lik sharoitida eng faol.
Yorug'likning ijobiy ta'siri mezbon o'simlikda patogenning rivojlanish tezligiga ham ta'sir qiladi. Bu, ayniqsa, zang qo'ziqorinlarida yaqqol namoyon bo'ladi. Qanchalik ko'p yorug'lik bo'lsa, shuncha qisqaroq inkubatsiya davri bug'doyning chiziqli zangida, arpaning sariq zangida, zig'ir va loviya zangida va boshqalarda Va bu qo'ziqorin avlodlarining sonini oshiradi va lezyonning intensivligini oshiradi. Kuchli yorug'lik sharoitida bu patogenda fertillik oshadi.
Ba'zi kasalliklar kam yorug'likda eng faol rivojlanadi, bu o'simliklarning zaiflashishiga va kasalliklarga chidamliligini pasayishiga olib keladi (har xil turdagi chirishning qo'zg'atuvchisi, ayniqsa sabzavot ekinlari).
Yoritish va o'simliklarning davomiyligi. Quyosh nurlanishining ritmi (kunning yorug'lik va qorong'i qismlarining almashinishi) yildan yilga eng barqaror va takrorlanadigan omildir. tashqi muhit. Ko'p yillik izlanishlar natijasida fiziologlar o'simliklarning generativ rivojlanishga o'tishining kun va tun uzunligining ma'lum nisbatiga bog'liqligini aniqladilar. Shu munosabat bilan, fotoperiodik reaktsiyaga ko'ra madaniyatlarni guruhlarga bo'lish mumkin: qisqa kun uning rivojlanishi kunning uzunligi 10 soatdan ortiq kechiktiriladi. Qisqa kun gul shakllanishiga yordam beradi, uzoq kun esa uni oldini oladi. Bunday ekinlarga soya, sholi, tariq, jo'xori, makkajo'xori va boshqalar kiradi;
uzoq kun soat 12-13 gacha, ularning rivojlanishi uchun uzoq muddatli yoritishni talab qiladi. Ularning rivojlanishi kunning uzunligi 20 soatga yaqin bo'lganda tezlashadi.Bu ekinlarga javdar, suli, bug'doy, zig'ir, no'xat, ismaloq, yonca va boshqalar kiradi;
kun uzunligiga nisbatan neytral, uning rivojlanishi kunning uzunligiga bog'liq emas, masalan, pomidor, grechka, dukkaklilar, rhubarb.
Nurlanish oqimida ma'lum bir spektral tarkibning ustunligi o'simliklarning gullashining boshlanishi uchun zarur ekanligi aniqlandi. Qisqa kunlik o'simliklar maksimal nurlanish ko'k-binafsha nurlarga, uzoq kunlik o'simliklar esa qizil rangga tushganda tezroq rivojlanadi. Kunning yorug'lik qismining davomiyligi (kunning astronomik uzunligi) yil vaqtiga va geografik kenglikka bog'liq. Ekvatorda yil davomida kunning davomiyligi 12 soat ± 30 minut. Ekvatordan qutblarga o'tgandan keyin bahorgi tengkunlik(21.03) kunning uzunligi shimolga qarab uzayadi va janubga qarab qisqaradi. Kuzgi tengkunlikdan keyin (23.09) kun uzunligining taqsimlanishi teskari bo'ladi. Shimoliy yarimsharda 22-iyun eng uzun kun boʻlib, uning davomiyligi Shimoliy qutb aylanasidan shimolda 24 soat.Shimoliy yarimsharda eng qisqa kun 22-dekabr, Shimoliy qutb doirasidan tashqarida esa qish oylarida Quyosh boʻlmaydi. umuman ufqdan yuqoriga ko'tariladi. O'rta kengliklarda, masalan, Moskvada yil davomida kunning uzunligi 7 dan 17,5 soatgacha o'zgarib turadi.
2. Quyosh nurlanishining turlari.
Quyosh radiatsiyasi uchta komponentdan iborat: to'g'ridan-to'g'ri quyosh radiatsiyasi, tarqoq va umumiy.
To'g'ridan-to'g'ri quyosh nurlanishiS- quyoshdan atmosferaga, keyin esa er yuzasiga parallel nurlar dastasi shaklida keladigan radiatsiya. Uning intensivligi daqiqada sm2 uchun kaloriyalarda o'lchanadi. Bu quyosh balandligi va atmosferaning holatiga (bulutlilik, chang, suv bug'lari) bog'liq. Stavropol o'lkasi hududining gorizontal yuzasida to'g'ridan-to'g'ri quyosh nurlanishining yillik miqdori 65-76 kkal / sm2 / min. Dengiz sathida, Quyoshning yuqori pozitsiyasi (yoz, peshin) va yaxshi shaffoflik bilan, to'g'ridan-to'g'ri quyosh radiatsiyasi 1,5 kkal/sm2/min ni tashkil qiladi. Bu spektrning qisqa to'lqin uzunlikdagi qismidir. To'g'ridan-to'g'ri quyosh nurlari oqimi atmosfera orqali o'tganda, u energiyaning gazlar, aerozollar, bulutlar tomonidan yutilishi (taxminan 15%) va tarqalishi (taxminan 25%) tufayli zaiflashadi.
Gorizontal sirtga to'g'ridan-to'g'ri tushadigan quyosh nurlari oqimi insolatsiya deb ataladi. S= S gunoh hoto'g'ridan-to'g'ri quyosh nurlanishining vertikal komponentidir.
S – nurga perpendikulyar sirt tomonidan qabul qilingan issiqlik miqdori ,
ho – Quyoshning balandligi, ya'ni gorizontal yuzaga ega bo'lgan quyosh nuridan hosil bo'lgan burchak .
Atmosferaning chegarasida quyosh nurlanishining intensivligiShunday qilib= 1,98 kkal/sm2/min. - 1958 yilgi xalqaro shartnomaga muvofiq. U quyosh doimiysi deb ataladi. Agar atmosfera mutlaqo shaffof bo'lsa, bu sirtda bo'lar edi.
Guruch. 2.1. Quyoshning turli balandliklarida atmosferada quyosh nurlarining yo'li
TARQALANGAN radiatsiyaD – atmosfera tomonidan sochilishi natijasida quyosh radiatsiyasining bir qismi koinotga qaytadi, lekin uning katta qismi Yerga tarqalgan radiatsiya shaklida kiradi. Maksimal tarqalgan nurlanish + 1 kkal / sm2 / min. Agar baland bulutlar bo'lsa, musaffo osmonda qayd etiladi. Bulutli osmon ostida tarqalgan radiatsiya spektri quyoshnikiga o'xshaydi. Bu spektrning qisqa to'lqin uzunlikdagi qismidir. To'lqin uzunligi 0,17-4 mikron.
UMUMIY RADIATIONQ- gorizontal sirtga tarqalgan va to'g'ridan-to'g'ri nurlanishdan iborat. Q= S+ D.
Umumiy radiatsiya tarkibida to'g'ridan-to'g'ri va diffuz nurlanish o'rtasidagi nisbat Quyoshning balandligiga, atmosferaning bulutliligi va ifloslanishiga, dengiz sathidan sirt balandligiga bog'liq. Quyosh balandligining oshishi bilan bulutsiz osmonda tarqalgan radiatsiya ulushi kamayadi. Atmosfera qanchalik shaffof va Quyosh qanchalik baland bo'lsa, tarqalgan radiatsiya ulushi shunchalik kichik bo'ladi. Uzluksiz zich bulutlar bilan umumiy radiatsiya butunlay tarqoq nurlanishdan iborat. Qishda, qor qoplamidan radiatsiyaning aks etishi va uning atmosferada ikkilamchi tarqalishi tufayli umumiy tarkibida tarqalgan radiatsiya ulushi sezilarli darajada oshadi.
Quyoshdan o'simliklar tomonidan olingan yorug'lik va issiqlik umumiy quyosh radiatsiyasi ta'sirining natijasidir. Shunday qilib katta ahamiyatga ega qishloq xo'jaligi uchun ular kun, oy, vegetatsiya, yil davomida yer yuzasi tomonidan qabul qilingan radiatsiya miqdori to'g'risidagi ma'lumotlarga ega.
aks ettirilgan quyosh radiatsiyasi. Albedo. Yetishadigan umumiy radiatsiya yer yuzasi, undan qisman aks ettirilgan, er yuzasidan atmosferaga yo'naltirilgan aks ettirilgan quyosh radiatsiyasini (RK) hosil qiladi. Ko'rsatilgan nurlanishning qiymati ko'p jihatdan aks ettiruvchi sirtning xususiyatlari va holatiga bog'liq: rang, pürüzlülük, namlik va boshqalar Har qanday sirtning aks ettirilishi uning albedosi (Ak) bilan tavsiflanishi mumkin, bu aks ettirilgan quyosh nurlanishining nisbati sifatida tushuniladi. jamigacha. Albedo odatda foiz sifatida ifodalanadi:
Kuzatishlar shuni ko'rsatadiki, turli sirtlarning albedosi qor va suvdan tashqari nisbatan tor chegaralarda (10...30%) o'zgaradi.
Albedo tuproq namligiga bog'liq bo'lib, uning ko'payishi bilan u kamayadi ahamiyati o'zgarish jarayonida termal rejim sug'oriladigan dalalar. Albedoning kamayishi tufayli tuproq namlanganda so'rilgan nurlanish kuchayadi. Albedo turli sirtlar albedoning Quyosh balandligiga bog'liqligi tufayli aniq kunlik va yillik kursga ega. Eng past qiymat albedo tushga yaqin soatlarda, yil davomida esa yozda kuzatiladi.
Yerning o'z nurlanishi va atmosferaning qarshi nurlanishi. Samarali nurlanish. Harorati mutlaq noldan (-273 ° C) yuqori bo'lgan jismoniy jism sifatida yer yuzasi radiatsiya manbai bo'lib, u Yerning o'z nurlanishi (E3) deb ataladi. U atmosferaga yo'naltiriladi va deyarli butunlay suv bug'lari, suv tomchilari va havo tarkibidagi karbonat angidrid bilan so'riladi. Yerning nurlanishi uning yuzasi haroratiga bog'liq.
Atmosfera oz miqdordagi quyosh radiatsiyasini va er yuzasi chiqaradigan deyarli barcha energiyani o'ziga singdirib, qiziydi va o'z navbatida energiyani ham chiqaradi. Atmosfera radiatsiyasining 30% ga yaqini koinotga chiqadi va 70% ga yaqini Yer yuzasiga tushadi va atmosfera nurlanishiga qarshi (Ea) deb ataladi.
Atmosfera tomonidan chiqariladigan energiya miqdori uning harorati, karbonat angidrid miqdori, ozon va bulut qoplami bilan to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.
Yer yuzasi bu qarshi nurlanishni deyarli to'liq o'zlashtiradi (90...99% ga). Shunday qilib, u so'rilgan quyosh radiatsiyasidan tashqari er yuzasi uchun muhim issiqlik manbai hisoblanadi. Atmosferaning Yerning termal rejimiga ta'siri issiqxonalar va issiqxonalarda ko'zoynak ta'siriga tashqi o'xshashlik tufayli issiqxona yoki issiqxona effekti deb ataladi. Shisha tuproq va o'simliklarni isitadigan quyosh nurlarini yaxshi o'tkazadi, lekin qizdirilgan tuproq va o'simliklarning termal nurlanishini kechiktiradi.
Yer yuzasining o'z nurlanishi va atmosferaning qarshi nurlanishi o'rtasidagi farq samarali nurlanish deb ataladi: Eef.
Eef = E3-Ea
Aniq va ozgina bulutli kechalarda samarali radiatsiya bulutli kechalarga qaraganda ancha yuqori, shuning uchun er yuzasining tungi sovishi ham katta. Kun davomida u so'rilgan umumiy radiatsiya bilan bloklanadi, buning natijasida sirt harorati ko'tariladi. Shu bilan birga, samarali nurlanish ham ortadi. Oʻrta kengliklarda yer yuzasi samarali nurlanish taʼsirida 70...140 Vt/m2 ni yoʻqotadi, bu quyosh nurlanishini yutish natijasida oladigan issiqlik miqdorining yarmiga teng.
3. Nurlanishning spektral tarkibi.
Quyosh nurlanish manbai sifatida turli xil to'lqinlarga ega. To'lqin uzunligi bo'ylab nurlanish energiyasining oqimlari shartli ravishda bo'linadi qisqa to'lqin (X < 4 мкм) и длинноволновую (А. >4 mkm) nurlanish. Yer atmosferasi chegarasida quyosh nurlanishining spektri amalda 0,17 va 4 mikron to'lqin uzunliklari orasida, quruqlik va atmosfera radiatsiyasi esa 4 dan 120 mikrongacha. Shuning uchun oqimlar quyosh radiatsiyasi(S, D, RK) qisqa to'lqinli radiatsiyaga, Yerning nurlanishi (3 funt sterling) va atmosfera (Ea) - uzun to'lqinlarga tegishli.
Quyosh radiatsiyasi spektrini sifat jihatidan farq qiladigan uchta qismga bo'lish mumkin: ultrabinafsha (Y)< 0,40 мкм), видимую (0,40 мкм < Y < 0,75 mkm) va infraqizil (0,76 mkm). < Y < 4 mkm). Quyosh nurlari spektrining ultrabinafsha qismidan oldin rentgen nurlari, infraqizildan tashqari - Quyoshning radio emissiyasi yotadi. Atmosferaning yuqori chegarasida spektrning ultrabinafsha qismi quyosh radiatsiyasi energiyasining taxminan 7% ni, ko'rinadigan uchun 46% va infraqizil uchun 47% ni tashkil qiladi.
Yer va atmosfera tomonidan chiqariladigan radiatsiya deyiladi uzoq infraqizil nurlanish.
Biologik harakat turli xil turlari o'simliklardagi radiatsiya har xil. ultrabinafsha nurlanish o'sish jarayonlarini sekinlashtiradi, lekin o'simliklarda reproduktiv organlarning shakllanish bosqichlarining o'tishini tezlashtiradi.
Infraqizil nurlanishning qiymati, o'simliklarning barglari va poyalarida suv bilan faol ravishda so'riladi, bu o'simliklarning o'sishi va rivojlanishiga sezilarli ta'sir ko'rsatadigan issiqlik ta'siridir.
uzoq infraqizil nurlanish o'simliklarga faqat termal ta'sir ko'rsatadi. Uning o'simliklarning o'sishi va rivojlanishiga ta'siri ahamiyatsiz.
Quyosh spektrining ko'rinadigan qismi, birinchi navbatda, yoritishni yaratadi. Ikkinchidan, barg pigmentlari tomonidan so'rilgan fiziologik nurlanish (A, = 0,35 ... 0,75 mkm) deyarli ko'rinadigan nurlanish hududiga to'g'ri keladi (qisman ultrabinafsha nurlanish hududini ushlaydi). Uning energiyasi o'simliklar hayotida muhim tartibga soluvchi va energiya ahamiyatiga ega. Spektrning ushbu hududida fotosintetik faol nurlanish hududi ajralib turadi.
4. Atmosferada radiatsiyaning yutilishi va tarqalishi.
Yer atmosferasidan o'tib, quyosh nurlari atmosfera gazlari va aerozollar tomonidan so'rilishi va tarqalishi tufayli zaiflashadi. Shu bilan birga, uning spektral tarkibi ham o'zgaradi. Quyoshning turli balandliklarida va yer yuzasidan kuzatuv nuqtasining turli balandliklarida quyosh nurining atmosferada bosib o'tadigan yo'lining uzunligi bir xil emas. Balandlikning pasayishi bilan nurlanishning ultrabinafsha qismi ayniqsa kuchli pasayadi, ko'rinadigan qismi biroz kamroq va infraqizil qismi biroz kamayadi.
Atmosferada nurlanishning tarqalishi, asosan, atmosferaning har bir nuqtasida havo zichligining doimiy tebranishlari (flyukatsiyalari) natijasida, atmosfera gaz molekulalarining ba'zi "klasterlari" (to'dalari) hosil bo'lishi va buzilishi natijasida yuzaga keladi. Aerozol zarralari quyosh nurlarini ham tarqatadi. Tarqalish intensivligi tarqalish koeffitsienti bilan tavsiflanadi.
K = formula qo'shing.
Tarqalishning intensivligi birlik hajmdagi sochuvchi zarrachalar soniga, ularning hajmi va tabiatiga, shuningdek, sochilgan nurlanishning to'lqin uzunliklariga bog'liq.
Nurlar qanchalik kuchli bo'lsa, to'lqin uzunligi shunchalik qisqa bo'ladi. Masalan, binafsha nurlar qizil rangga qaraganda 14 marta ko'proq tarqaladi, bu esa osmonning ko'k rangini tushuntiradi. Yuqorida ta'kidlab o'tilganidek (2.2-bo'limga qarang), atmosfera orqali o'tadigan to'g'ridan-to'g'ri quyosh nurlari qisman tarqaladi. Toza va quruq havoda molekulyar tarqalish koeffitsientining intensivligi Reyl qonuniga bo'ysunadi:
k= s/Y4 ,
bu erda C - birlik hajmdagi gaz molekulalari soniga bog'liq koeffitsient; X - tarqalgan to'lqin uzunligi.
Qizil yorug'likning uzoq to'lqin uzunliklari binafsha nurning to'lqin uzunligidan deyarli ikki baravar ko'p bo'lganligi sababli, birinchisi havo molekulalari tomonidan ikkinchisiga qaraganda 14 marta kamroq tarqaladi. Binafsha nurlarning dastlabki energiyasi (tarqalishidan oldin) ko'k va ko'kdan kamroq bo'lganligi sababli, tarqalgan yorug'likdagi maksimal energiya (tarqalgan quyosh radiatsiyasi) ko'k-ko'k nurlarga o'tadi, bu esa osmonning ko'k rangini belgilaydi. Shunday qilib, diffuz nurlanish bevosita nurlanishga qaraganda fotosintetik faol nurlarga boy.
Nopoklarni o'z ichiga olgan havoda (kichik suv tomchilari, muz kristallari, chang zarralari va boshqalar) tarqalish ko'rinadigan nurlanishning barcha joylari uchun bir xil bo'ladi. Shuning uchun osmon oq rangga ega bo'ladi (tuman paydo bo'ladi). Bulut elementlari (katta tomchilar va kristallar) quyosh nurlarini umuman sochmaydi, balki ularni diffuz tarzda aks ettiradi. Natijada, Quyosh tomonidan yoritilgan bulutlar mavjud oq rang.
5. PAR (fotosintetik faol nurlanish)
Fotosintetik faol nurlanish. Fotosintez jarayonida quyosh nurlanishining butun spektri qo'llanilmaydi, faqat uning
0,38 ... 0,71 mikron to'lqin uzunligi oralig'idagi qism, - fotosintetik faol nurlanish (PAR).
Ma'lumki, inson ko'zi tomonidan oq deb qabul qilinadigan ko'rinadigan nurlanish rangli nurlardan iborat: qizil, to'q sariq, sariq, yashil, ko'k, indigo va binafsha.
Quyosh radiatsiyasi energiyasini o'simlik barglari tomonidan assimilyatsiya qilish selektiv (selektiv). Eng qizg'in barglar ko'k-binafsha (X = 0,48 ... 0,40 mikron) va to'q sariq-qizil (X = 0,68 mikron) nurlarni, kamroq sariq-yashil (A. = 0,58 ... 0,50 mikron) va uzoq qizil (A) ni o'zlashtiradi. .\u003e 0,69 mikron) nurlar.
Yer yuzasida to'g'ridan-to'g'ri quyosh nurlanishi spektridagi maksimal energiya, Quyosh baland bo'lganda, sariq-yashil nurlar mintaqasiga to'g'ri keladi (Quyosh diski sariq). Quyosh ufqqa yaqin bo'lganda, uzoq qizil nurlar maksimal energiyaga ega (quyosh diski qizil). Shuning uchun to'g'ridan-to'g'ri quyosh nuri energiyasi fotosintez jarayonida kam ishtirok etadi.
PAR biri bo'lgani uchun muhim omillar qishloq xo'jaligi o'simliklarining hosildorligi, kiruvchi PAR miqdori to'g'risidagi ma'lumotlar, uning hudud bo'yicha va vaqtida taqsimlanishini hisobga olish katta amaliy ahamiyatga ega.
PAR intensivligini o'lchash mumkin, ammo buning uchun faqat 0,38 ... 0,71 mikron oralig'ida to'lqinlarni uzatuvchi maxsus yorug'lik filtrlari kerak. Bunday qurilmalar mavjud, ammo ular aktinometrik stantsiyalar tarmog'ida qo'llanilmaydi, lekin ular quyosh nurlanishining integral spektrining intensivligini o'lchaydilar. PAR qiymati to'g'ridan-to'g'ri, tarqoq yoki to'liq nurlanishning kelishi haqidagi ma'lumotlardan H. G. Tooming tomonidan taklif qilingan koeffitsientlardan foydalangan holda hisoblanishi mumkin va:
Qfar = 0,43 S"+0,57 D);
Rossiya hududida Farning oylik va yillik miqdorini taqsimlash xaritalari tuzildi.
Ekinlar tomonidan PAR dan foydalanish darajasini tavsiflash uchun koeffitsient ishlatiladi foydali foydalanish PAR:
KPIfar = (sumQ/ faralar/sumQ/ faralar) 100%,
qayerda so'mQ/ faralar- o'simliklarning vegetatsiya davrida fotosintezga sarflangan PAR miqdori; so'mQ/ faralar- bu davrda ekinlar uchun olingan PAR miqdori;
CPIF ning o'rtacha qiymatlariga ko'ra ekinlar guruhlarga bo'linadi (bu bo'yicha): odatda kuzatiladi - 0,5 ... 1,5%; yaxshi-1,5...3,0; rekord - 3,5...5,0; nazariy jihatdan mumkin - 6,0 ... 8,0%.
6. YER YUTASINING RADIASYONLIK BALANSASI
Nurlanish energiyasining kiruvchi va chiquvchi oqimlari orasidagi farq yer yuzasining radiatsiya balansi (B) deyiladi.
Er yuzasining radiatsiya balansining kun davomida keladigan qismi to'g'ridan-to'g'ri quyosh va diffuz nurlanishdan, shuningdek atmosfera radiatsiyasidan iborat. Balansning xarajat qismi er yuzasining radiatsiyasi va aks ettirilgan quyosh nurlari hisoblanadi:
B= S / + D+ Ea-E3-Rk
Tenglama boshqa shaklda ham yozilishi mumkin: B = Q- RK - Ef.
Tungi vaqt uchun radiatsiya balansi tenglamasi quyidagi shaklga ega:
B \u003d Ea - E3 yoki B \u003d -Eef.
Agar nurlanishning kirishi chiqishdan katta bo'lsa, u holda radiatsiya balansi ijobiy bo'ladi va faol sirt* qiziydi. Salbiy balans bilan u soviydi. Yozda radiatsiya balansi kunduzi ijobiy, kechasi esa salbiy. Nolinchi o'tish ertalab quyosh chiqqandan keyin taxminan 1 soat o'tgach va kechqurun quyosh botishidan 1-2 soat oldin sodir bo'ladi.
Sovuq mavsumda qor qoplami barqaror bo'lgan hududlarda yillik radiatsiya balansi mavjud salbiy qiymatlar, issiqda - ijobiy.
Er yuzasining radiatsiya balansi tuproq va atmosferaning sirt qatlamidagi haroratning taqsimlanishiga, shuningdek bug'lanish va qor erishi jarayonlariga, tuman va sovuqning shakllanishiga, havo massalari xususiyatlarining o'zgarishiga (ularning transformatsiya).
Qishloq xoʻjaligi yerlarining radiatsiya rejimini bilish quyosh balandligi, ekinlarning tuzilishi va oʻsimliklarning rivojlanish fazasiga qarab ekinlar va tuproq tomonidan yutilgan radiatsiya miqdorini hisoblash imkonini beradi. Rejim to'g'risidagi ma'lumotlar tuproq harorati va namligini, bug'lanishni tartibga solishning turli usullarini baholash uchun ham zarurdir, bu o'simliklarning o'sishi va rivojlanishi, hosilning shakllanishi, uning miqdori va sifati bog'liq.
Radiatsiyaga ta'sir qilishning samarali agrotexnik usullari va shuning uchun faol sirtning termal rejimi mulchalash (tuproqni torf chiplari, chirigan go'ng, talaş va boshqalar bilan yupqa qatlam bilan qoplash), tuproq qoplamidir. plastik o'ram, sug'orish. Bularning barchasi faol sirtning aks ettiruvchi va yutuvchi qobiliyatini o'zgartiradi.
* Faol yuza - quyoshni to'g'ridan-to'g'ri singdiruvchi tuproq, suv yoki o'simlik yuzasi atmosfera radiatsiyasi va atmosferaga radiatsiya chiqaradi, bu havoning qo'shni qatlamlari va tuproq, suv va o'simliklarning pastki qatlamlarining issiqlik rejimini tartibga soladi.
3-MA'RUZA
RADIATSIYA BALANSI VA UNING KOMONENTLARI
Yer yuzasiga yetib kelgan quyosh radiatsiyasi qisman undan aks etadi va qisman yer tomonidan yutiladi. Biroq, Yer nafaqat radiatsiyani o'zlashtiradi, balki uzoq to'lqinli nurlanishni o'zi ham atrofdagi atmosferaga chiqaradi. Quyosh radiatsiyasining bir qismini va er yuzasi radiatsiyasining katta qismini o'zlashtiradigan atmosferaning o'zi ham uzun to'lqinli nurlanishni chiqaradi. Bu atmosfera radiatsiyasining katta qismi er yuzasiga to'g'ri keladi. U deyiladiatmosferaning nurlanishiga qarshi .
Erning faol qatlamiga keladigan va undan chiqib ketadigan nurlanish energiyasi oqimlari o'rtasidagi farq deyiladiradiatsiya balansi faol qatlam.
Radiatsiya balansi quyidagilardan iborat qisqa to'lqinli va uzun to'lqinli nurlanishdan. U radiatsiya balansining komponentlari deb ataladigan quyidagi elementlarni o'z ichiga oladi:to'g'ridan-to'g'ri nurlanish, diffuz nurlanish, aks ettirilgan nurlanish (qisqa to'lqin), yer yuzasining nurlanishi, atmosferaning qarshi nurlanishi .
Keling, radiatsiya balansining tarkibiy qismlarini ko'rib chiqaylik.
to'g'ridan-to'g'ri quyosh nurlanishi
To'g'ridan-to'g'ri nurlanishning energiya yoritilishi Quyosh balandligi va atmosferaning shaffofligiga bog'liq va dengiz sathidan balandlikning oshishi bilan ortadi. Pastki qatlam bulutlari odatda to'liq yoki deyarli to'g'ridan-to'g'ri nurlanishni o'tkazmaydi.
Yer yuzasiga yetib boruvchi quyosh nurlanishining to‘lqin uzunliklari 0,29-4,0 mikron oralig‘ida yotadi. Uning energiyasining taxminan yarmi undan keladi ftorsintetik faol nurlanish. Hududda PAR Quyosh balandligining pasayishi bilan radiatsiyaning susayishi infraqizil nurlanish mintaqasiga qaraganda tezroq sodir bo'ladi. To'g'ridan-to'g'ri quyosh nurlanishining kelishi, yuqorida aytib o'tilganidek, quyoshning ufqdan balandligiga bog'liq bo'lib, u kun davomida ham, yil davomida ham o'zgaradi. Bu to'g'ridan-to'g'ri nurlanishning kunlik va yillik kursini belgilaydi.
Bulutsiz kun davomida to'g'ridan-to'g'ri nurlanishning o'zgarishi (kunlik o'zgarish) haqiqiy quyosh peshinida maksimal bilan unimodal egri chiziq bilan ifodalanadi. Yozda, quruqlikda, maksimal tushlikdan oldin sodir bo'lishi mumkin, chunki atmosferaning changlanishi tushga qadar kuchayadi.
Qutblardan ekvatorga o'tishda yilning istalgan vaqtida to'g'ridan-to'g'ri nurlanishning kelishi ortadi, chunki bu Quyoshning kunduzgi balandligini oshiradi.
To'g'ridan-to'g'ri nurlanishning yillik yo'nalishi qutblarda eng aniq namoyon bo'ladi, chunki qishda quyosh nurlari umuman bo'lmaydi va yozda uning kelishi 900 Vt / m² ga etadi. O'rta kengliklarda to'g'ridan-to'g'ri radiatsiya maksimali ba'zan yozda emas, balki bahorda kuzatiladi, chunki yoz oylarida suv bug'lari va changning ko'payishi tufayli atmosferaning shaffofligi pasayadi / Minimal tushadi. qishki kunning yaqin davri (dekabr). Ekvatorda bahor va kuzgi tengkunlik kunlarida taxminan 920 Vt / m² ga teng ikkita maksimal va yoz va qish kunlarida ikkita minimal (taxminan 550 Vt / m²) mavjud.
tarqalgan radiatsiya
Tarqalgan nurlanishning maksimal miqdori odatda to'g'ridan-to'g'ri nurlanishning maksimalidan ancha past bo'ladi. Quyoshning balandligi va atmosferaning ifloslanishi qanchalik katta bo'lsa, tarqoq nurlanish oqimi shunchalik ko'p bo'ladi. Quyoshni qoplamaydigan bulutlar musaffo osmonga nisbatan tarqalgan radiatsiya miqdorini oshiradi. Tarqalgan nurlanish kelishining bulutlilikka bog'liqligi murakkab. Bu bulutlarning turi va miqdori, ularning vertikal quvvati va optik xususiyatlari bilan belgilanadi. Bulutli osmonning tarqoq nurlanishi 10 martadan ko'proq o'zgarishi mumkin.
To'g'ridan-to'g'ri nurlanishning 70-90% gacha aks ettiruvchi qor qoplami diffuz nurlanishni oshiradi, keyin esa atmosferada tarqaladi. Dengiz sathidan joyning balandligi oshishi bilan musaffo osmonda tarqalgan radiatsiya kamayadi.
Kundalik va yillik kurs musaffo osmon ostida tarqalgan radiatsiya odatda to'g'ridan-to'g'ri nurlanish kursiga to'g'ri keladi. Biroq, ertalab, tarqalgan radiatsiya quyosh chiqishidan oldin ham paydo bo'ladi va kechqurun u hali ham alacakaranlık davrida, ya'ni quyosh botganidan keyin kiradi. Yillik kursda eng ko'p tarqalgan nurlanish yozda kuzatiladi.
Umumiy radiatsiya
Gorizontal sirtga tarqoq va to'g'ridan-to'g'ri nurlanishning yig'indisi deyiladiumumiy radiatsiya .
Bu radiatsiya balansining asosiy komponentidir. Uning spektral tarkibi, to'g'ridan-to'g'ri va tarqoq nurlanish bilan solishtirganda, barqarorroq va Quyoshning balandligi 15 ° dan ortiq bo'lsa, deyarli bog'liq emas.
Umumiy radiatsiya tarkibidagi to'g'ridan-to'g'ri va tarqoq nurlanish o'rtasidagi nisbat Quyoshning balandligiga, atmosferaning bulutliligiga va ifloslanishiga bog'liq. Quyosh balandligining oshishi bilan bulutsiz osmonda tarqalgan radiatsiya ulushi kamayadi. Atmosfera qanchalik shaffof bo'lsa, tarqoq nurlanish ulushi shunchalik kichik bo'ladi. Uzluksiz zich bulutlar bilan umumiy radiatsiya butunlay tarqoq nurlanishdan iborat. Qishda, qor qoplamidan radiatsiyaning aks etishi va uning atmosferada ikkilamchi tarqalishi tufayli umumiy tarkibida tarqalgan radiatsiya ulushi sezilarli darajada oshadi.
Bulutlilik mavjud bo'lganda umumiy radiatsiyaning kelishi keng diapazonda o'zgarib turadi. Uning eng katta kelishi musaffo osmonda yoki Quyoshni qoplamaydigan kichik bulut qoplami bilan kuzatiladi.
Kundalik va yillik kursda umumiy radiatsiyadagi o'zgarishlar Quyosh balandligining o'zgarishiga deyarli to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Kunduzgi kursda bulutsiz osmon bilan umumiy nurlanishning maksimal darajasi odatda peshin vaqtida sodir bo'ladi. Yillik kursda maksimal radiatsiya shimoliy yarim sharda, odatda iyun oyida, janubda - dekabrda kuzatiladi.
aks ettirilgan nurlanish. Albedo
Yerning faol qatlamiga keladigan umumiy nurlanishning bir qismi undan aks etadi. Radiatsiyaning aks ettirilgan qismining umumiy kiruvchi nurlanishga nisbati deyiladiaks ettirish , yokialbedo (A) berilgan taglik yuzasi.
Sirtning albedosi uning rangi, pürüzlülüğü, namligi va boshqa xususiyatlariga bog'liq.
Turli xil tabiiy yuzalarning albedosi (V. L. Gaevskiy va M. I. Budiko bo'yicha)
Yuzaki | Albedo, % | Yuzaki | Albedo, % |
Yangi quruq qor | 80-95 | Javdar va bug'doy dalalari | 10-25 |
ifloslangan qor | 40-50 | kartoshka maydonlari | 15-25 |
dengiz muzi | 30-40 | paxta maydonlari | 20-25 |
qora tuproqlar | 5-15 | yaylovlar | 15-25 |
Quruq loy tuproqlar | 20-35 | quruq dasht | 20-30 |
60 ° dan yuqori quyosh balandligidagi suv sathining albedosi quruqlik albedosidan kamroq, chunki suvga kiradigan quyosh nurlari asosan so'riladi va unga tarqaladi. Nurlarning aniq tushishi bilan A \u003d 2-5%, Quyosh balandligi 10 ° A dan kam bo'lgan \u003d 50-70%. Muz va qorning katta albedosi qutb mintaqalarida bahorning sekin o'tishini va u erda abadiy muzning saqlanishini belgilaydi.
Quruqlik, dengiz va bulut qoplamining albedosini kuzatishlar bilan olib boriladi sun'iy yo'ldoshlar Yer. Dengiz albedosi to'lqinlarning balandligini hisoblash imkonini beradi, bulutlar albedosi ularning kuchini tavsiflaydi va quruqlikning turli qismlarining albedosi dalalarning qor qoplamining darajasini va o'simliklarning holatini baholashga imkon beradi.
Barcha sirtlarning, ayniqsa suvning albedosi Quyoshning balandligiga bog'liq: eng past albedo tushda, eng yuqori - ertalab va kechqurun sodir bo'ladi. Buning sababi shundaki, quyoshdan past balandlikda umumiy radiatsiya tarkibida tarqalgan radiatsiya ulushi ortadi, bu to'g'ridan-to'g'ri radiatsiyadan ko'ra ko'proq darajada qo'pol er osti yuzasidan aks etadi.
Yer va atmosferaning uzun to'lqinli nurlanishi
yer radiatsiyasibir xil haroratda qora tanli radiatsiyadan bir oz kamroq.
Yer yuzasidan radiatsiya uzluksiz. Radiatsion sirt harorati qanchalik baland bo'lsa, uning nurlanishi shunchalik kuchli bo'ladi. Atmosferaning doimiy emissiyasi ham mavjud bo'lib, u quyosh nurlanishining bir qismini va er yuzasi radiatsiyasini o'ziga singdirib, o'zi uzoq to'lqinli nurlanishni chiqaradi.
Mo''tadil kengliklarda, bulutsiz osmonda atmosfera radiatsiyasi 280-350 Vt / m², bulutli osmonda esa 20-30% ko'proq. Bu nurlanishning 62-64% i yer yuzasiga toʻgʻri keladi. Uning er yuzasiga kelishi atmosferaning qarshi nurlanishidir. Ushbu ikki oqim orasidagi farq faol qatlam tomonidan nurlanish energiyasini yo'qotishini tavsiflaydi. Bu farq deyiladisamarali nurlanish Eeff .
Faol qatlamning samarali nurlanishi uning haroratiga, havo harorati va namligiga, shuningdek, bulutlilikka bog'liq. Er yuzasi haroratining oshishi bilan Eeff ortadi va harorat va havo namligining oshishi bilan u pasayadi. Bulutlar, ayniqsa, samarali nurlanishga ta'sir qiladi, chunki bulut tomchilari Yerning faol qatlami bilan deyarli bir xil tarzda tarqaladi. O'rtacha, Eef kechasi va kunduzi er yuzining turli nuqtalarida ochiq osmon bilan 70-140 Vt / m² oralig'ida o'zgarib turadi.
kunlik kurs samarali nurlanish maksimal 12-14 soatda va quyosh chiqishidan oldin minimal bilan tavsiflanadi.yillik kurs kontinental iqlimi bo'lgan hududlarda samarali nurlanish yoz oylarida maksimal va qishda minimal bilan tavsiflanadi. bo'lgan hududlarda dengiz iqlimi samarali nurlanishning yillik o'zgarishi qit'aning chuqurligida joylashgan hududlarga qaraganda kamroq aniqlanadi.
Yer yuzasidan radiatsiya suv bug'lari tomonidan so'riladi va karbonat angidrid havoda joylashgan. Ammo Quyoshdan qisqa to'lqinli radiatsiya asosan atmosfera orqali uzatiladi. Atmosferaning bu xususiyati deyiladi"issiqxona effekti" , chunki bu holda atmosfera issiqxonalarda shisha kabi ishlaydi: shisha quyosh nurlarini yaxshi o'tkazadi, issiqxonada tuproq va o'simliklarni isitadi, lekin isitiladigan tuproqning termal nurlanishini tashqi makonga yomon uzatadi. Hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, atmosfera bo'lmaganida Yerning faol qatlamining o'rtacha harorati amalda kuzatilganidan 38 ° S past bo'ladi va Yer abadiy muz bilan qoplanadi.
Agar nurlanishning kirishi chiqishdan katta bo'lsa, u holda radiatsiya balansi ijobiy bo'ladi va Yerning faol qatlami isitiladi. Salbiy radiatsiya balansi bilan bu qatlam soviydi. Radiatsiya balansi odatda kunduzi ijobiy, kechasi esa salbiy bo'ladi. Quyosh botishidan taxminan 1-2 soat oldin u salbiy bo'ladi va ertalab, quyosh chiqqandan keyin o'rtacha 1 soat o'tgach, yana ijobiy bo'ladi. Kunduzi musaffo osmon bilan radiatsiya balansining kursi to'g'ridan-to'g'ri nurlanish kursiga yaqin.
Qishloq xoʻjaligi yerlarining radiatsiya balansini oʻrganish Quyoshning balandligi, ekinlarning tuzilishi va oʻsimliklarning rivojlanish fazasiga qarab ekinlar va tuproq tomonidan soʻrilgan radiatsiya miqdorini hisoblash imkonini beradi. Harorat va tuproq namligini, bug'lanishni va boshqa miqdorlarni tartibga solishning turli usullarini baholash uchun har xil turdagi o'simlik qoplami uchun qishloq xo'jaligi maydonlarining radiatsiya balansi aniqlanadi.
Quyosh nurlanishini o'lchash usullari va radiatsiya balansining tarkibiy qismlari
Quyosh nurlanishining oqimlarini o'lchash uchun foydalaniladimutlaq vaqarindosh usullari va shunga mos ravishda ishlab chiqilgan mutlaq va nisbiy aktinometrik asboblar. Absolyut asboblar odatda faqat nisbiy asboblarni kalibrlash va tekshirish uchun ishlatiladi.
Nisbiy asboblar meteostansiyalar tarmog'ida, shuningdek, ekspeditsiyalarda va dala kuzatuvlarida muntazam kuzatishlar uchun ishlatiladi. Ulardan termoelektrik asboblar eng ko'p qo'llaniladi: aktinometr, piranometr va albedometr. Ushbu qurilmalarda quyosh nurlanishini qabul qiluvchi ikkita metaldan (odatda manganin va konstantan) tashkil topgan termopillardir. Radiatsiya intensivligiga qarab, termopilning birlashmalari o'rtasida harorat farqi hosil bo'ladi va galvanometr bilan o'lchanadigan turli quvvatdagi elektr toki paydo bo'ladi. Galvanometr shkalasining bo'linmalarini mutlaq birliklarga aylantirish uchun ma'lum bir juftlik uchun aniqlanadigan konvertatsiya koeffitsientlari qo'llaniladi: aktinometrik qurilma - galvanometr.
Termoelektrik aktinometr (M-3) Savinov - Yanishevskiy quyosh nurlariga perpendikulyar yuzaga keladigan to'g'ridan-to'g'ri nurlanishni o'lchash uchun ishlatiladi.
Piranometr (M-80M) Yanishevskiy gorizontal sirtga keladigan umumiy va tarqoq nurlanishni o'lchash uchun ishlatiladi.
Kuzatishlar vaqtida piranometrning qabul qiluvchi qismi gorizontal ravishda o'rnatiladi. Tarqalgan nurlanishni aniqlash uchun piranometr to'g'ridan-to'g'ri nurlanishdan qabul qiluvchi sirtdan 60 sm masofada tayoqchaga o'rnatilgan dumaloq disk shaklida soyali ekran orqali soyalanadi. Umumiy nurlanishni o'lchashda soya ekrani yon tomonga o'tkaziladi
Albedometr piranometr ham o'rnatilgan. Yoritilgan nurlanishni o'lchash uchun. Buning uchun qurilmaning qabul qiluvchi qismini yuqoriga (to'g'ridan-to'g'ri o'lchash uchun) va pastga (akslangan nurlanishni o'lchash uchun) aylantirish imkonini beruvchi qurilma ishlatiladi. Albedometr yordamida umumiy va aks ettirilgan nurlanishni aniqlagandan so'ng, pastki yuzaning albedosi hisoblanadi. Dala o'lchovlari uchun M-69 marsh albedometri ishlatiladi.
Termoelektr balans o'lchagich M-10M. Ushbu qurilma ostidagi sirtning radiatsiya balansini o'lchash uchun ishlatiladi.
Ko'rib chiqilayotgan qurilmalardan tashqari, lyuksmetrlar ham qo'llaniladi - yorug'likni o'lchash uchun fotometrik asboblar, spektrofotometrlar, PAR o'lchash uchun turli xil asboblar va boshqalar. Ko'pgina aktinometrik asboblar radiatsiya balansining tarkibiy qismlarini doimiy ravishda qayd etish uchun moslashtirilgan.
Quyosh radiatsiya rejimining muhim xususiyati quyosh nurining davomiyligidir. U aniqlash uchun ishlatiladigeliograf .
DA dala sharoitlari eng ko'p ishlatiladigan piranometrlar, marsh albedometrlari, balans o'lchagichlari va yorug'lik o'lchagichlari. O'simliklar orasidagi kuzatishlar uchun lager albedometrlari va lyuksmetrlar, shuningdek, maxsus mikropiranometrlar eng qulaydir.
Quyosh korpuskulyar va elektromagnit nurlanish manbai hisoblanadi. Korpuskulyar nurlanish atmosferaga 90 km dan pastroqqa kirmaydi, elektromagnit nurlanish esa yer yuzasiga etib boradi. Meteorologiyada u deyiladi quyosh radiatsiyasi yoki oddiygina radiatsiya. U Quyoshning umumiy energiyasining ikki milliarddan bir qismini tashkil qiladi va Quyoshdan Yerga 8,3 daqiqada boradi. Quyosh radiatsiyasi atmosferada va yer yuzasida sodir bo'ladigan deyarli barcha jarayonlar uchun energiya manbai hisoblanadi. U asosan qisqa to'lqinli bo'lib, ko'rinmas ultrabinafsha nurlanish - 9%, ko'rinadigan yorug'lik - 47% va ko'rinmas infraqizil - 44% dan iborat. Quyosh nurlanishining deyarli yarmi ko'rinadigan yorug'lik bo'lganligi sababli, Quyosh nafaqat issiqlik, balki yorug'lik manbai hamdir. zarur shart yerdagi hayot uchun.
Quyosh diskidan to'g'ridan-to'g'ri Yerga keladigan radiatsiya deyiladi to'g'ridan-to'g'ri quyosh nurlanishi. Quyoshdan Yergacha bo'lgan masofa katta, Yer esa kichik bo'lganligi sababli, nurlanish uning har qanday sirtiga parallel nurlar dastasi shaklida tushadi.
Quyosh radiatsiyasi vaqt birligidagi maydon birligiga ma'lum oqim zichligiga ega. Nurlanish intensivligini o'lchash birligi - perpendikulyar tushish bilan daqiqada 1 sm 2 sirt oladigan energiya miqdori (joul yoki 1 kaloriya). quyosh nurlari. Atmosferaning yuqori chegarasida, Yerdan Quyoshgacha bo'lgan o'rtacha masofada u daqiqada 8,3 J / sm 2 yoki daqiqada 1,98 kal / sm 2 ni tashkil qiladi. Bu qiymat xalqaro standart sifatida qabul qilinadi va deyiladi quyosh doimiysi(S0). Yil davomida uning davriy tebranishlari ahamiyatsiz (+ 3,3%) va Yerdan masofaning o'zgarishi bilan bog'liq.
1 1 kal = 4,19 J, 1 kkal = 41,9 MJ.
2 Quyoshning peshin balandligi Quyoshning geografik kengligi va egilishiga bog'liq.
Quyosh. Davriy bo'lmagan tebranishlar Quyoshning turli emissiyasi tufayli yuzaga keladi. Atmosferaning eng yuqori qismidagi iqlim deyiladi radiatsiya yoki quyosh. Quyosh nurlarining gorizontal yuzada egilish burchagidan kelib chiqib, nazariy jihatdan hisoblanadi.
Umuman olganda, quyosh iqlimi yer yuzasida aks etadi. Shu bilan birga, Yerdagi real radiatsiya va harorat turli quruqlik omillari tufayli quyosh iqlimidan sezilarli darajada farq qiladi. Asosiysi, atmosferadagi radiatsiyaning susayishi aks ettirish, yutilish va tarqalish, va natijada er yuzasidan nurlanishning aks etishi.
Atmosferaning yuqori qismida barcha radiatsiya to'g'ridan-to'g'ri nurlanish shaklida keladi. S. P. Xromov va M. A. Petrosyantsning fikricha, uning 21% bulutlar va havodan koinotga qaytariladi. Radiatsiyaning qolgan qismi atmosferaga kiradi, bu erda to'g'ridan-to'g'ri nurlanish qisman so'riladi va tarqaladi. Qolgan to'g'ridan-to'g'ri radiatsiya(24%) yer yuzasiga etib boradi, ammo u zaiflashadi. Uning atmosferada zaiflashishi qonuniyatlari Buger qonuni bilan ifodalanadi: S=S 0 pm(J, yoki kal / sm 2, min), bu erda S - er yuzasiga tushgan to'g'ridan-to'g'ri quyosh nurlanishining miqdori, quyosh nurlariga perpendikulyar joylashgan birlik maydoniga (sm 2), S 0 - quyosh doimiysi, R- radiatsiyaning qaysi qismi er yuzasiga tushganligini ko'rsatadigan birlik fraktsiyalarida shaffoflik koeffitsienti; t- nurning atmosferadagi yo'l uzunligi.
Haqiqatda quyosh nurlari er yuzasiga va atmosferaning boshqa har qanday darajasiga 90 ° dan kam burchak ostida tushadi. To'g'ridan-to'g'ri quyosh nurlanishining gorizontal yuzaga oqimi deyiladi insolyatsiya(5,). U S 1 \u003d S sin h ☼ (J, yoki minutiga kal / sm 2) formulasi bo'yicha hisoblanadi, bu erda h ☼ - Quyoshning balandligi 2. Tabiiyki, gorizontal sirt birligi uchun kichikroq miqdor mavjud
quyosh nurlariga perpendikulyar joylashgan maydon birligiga nisbatan energiya (22-rasm).
Atmosferada so'riladi taxminan 23% va tarqaladi Atmosferaga tushadigan to'g'ridan-to'g'ri quyosh radiatsiyasining taxminan 32%, tarqoq radiatsiyaning 26% keyin yer yuzasiga, 6% esa koinotga tushadi.
Quyosh radiatsiyasi atmosferada nafaqat miqdoriy, balki sifat jihatidan ham o'zgarishlarga uchraydi, chunki havo gazlari va aerozollar quyosh nurlarini tanlab oladi va sochadi. Radiatsiyaning asosiy absorberlari suv bug'lari, bulutlar va aerozollar, shuningdek ultrabinafsha nurlanishni kuchli yutuvchi ozondir. Radiatsiyaning tarqalishida ishtirok etadigan molekulalar turli gazlar va aerozollar. Tarqalish- yorug'lik nurlarining barcha yo'nalishlarda asl yo'nalishdan og'ishi, shuning uchun tarqalgan radiatsiya Yer yuzasiga quyosh diskidan emas, balki butun falakdan keladi. Tarqalish to'lqin uzunligiga bog'liq: Rayleigh qonuniga ko'ra, to'lqin uzunligi qanchalik qisqa bo'lsa, sochilish shunchalik kuchli bo'ladi. Shuning uchun ultrabinafsha nurlar eng ko'p tarqalgan va ko'rinadiganlardan binafsha va ko'k. Shuning uchun havoning ko'k rangi va shunga mos ravishda ochiq havoda osmon. To'g'ridan-to'g'ri radiatsiya, aksincha, asosan sariq rangga ega bo'lib chiqadi, shuning uchun quyosh diski sarg'ish ko'rinadi. Quyosh chiqishi va quyosh botishida, nurning atmosferadagi yo'li uzunroq va tarqalishi kattaroq bo'lganda, faqat qizil nurlar sirtga etib boradi, bu esa Quyoshni qizil ko'rinishga olib keladi. Tarqalgan radiatsiya kunduzi bulutli ob-havoda yorug'likni keltirib chiqaradi, tiniq ob-havoda esa soyada, alacakaranlık va oq tunlar fenomeni u bilan bog'liq. Atmosfera va shunga mos ravishda tarqoq nurlanish bo'lmagan Oyda soyaga tushgan narsalar butunlay ko'rinmas holga keladi.
Balandligi bilan havo zichligi va shunga mos ravishda tarqaladigan zarralar sonining kamayishi bilan osmon rangi to'q rangga aylanadi, avval to'q ko'k rangga aylanadi, keyin tog'larda aniq ko'rinadigan va ko'k-binafsha rangga aylanadi. N. Rerichning Himoloy manzaralari. Stratosferada havoning rangi qora va binafsha rangga ega. Astronavtlar 300 km balandlikda osmonning rangi qora ekanligiga guvohlik berishadi.
Atmosferada yirik aerozollar, tomchilar va kristallar mavjud bo'lganda, endi tarqalish emas, balki diffuz aks etish sodir bo'ladi va diffuz aks ettirilgan nurlanish oq yorug'lik bo'lganligi sababli, osmon rangi oq rangga aylanadi.
To'g'ridan-to'g'ri va diffuz quyosh nurlari ma'lum bir kunlik va yillik yo'nalishga ega, bu birinchi navbatda Quyoshning balandligiga bog'liq.
Guruch. 22. Quyosh nurlanishining nurlarga perpendikulyar AB yuzasiga va AC gorizontal yuzasiga tushishi (S. P. Xromov bo'yicha).
ufqdan yuqorida, havoning shaffofligi va bulutliligidan.
To'g'ridan-to'g'ri nurlanish oqimi kun davomida quyosh chiqishidan peshingacha ortadi, keyin esa Quyosh balandligi va atmosferadagi nur yoʻlining oʻzgarishi tufayli quyosh botguncha kamayadi. Biroq, havo va changdagi suv bug'ining ko'payishi va konvektiv bulutlilik tufayli atmosferaning shaffofligi tushga yaqin pasayganligi sababli, radiatsiyaning maksimal qiymatlari peshindan oldingi soatlarga o'tkaziladi. Bu naqsh butun yil davomida ekvatorial-tropik kengliklarga, yozda esa mo''tadil kengliklarga xosdir. Qishda, mo''tadil kengliklarda maksimal radiatsiya peshin vaqtida sodir bo'ladi.
yillik kurs Oylik o'rtacha to'g'ridan-to'g'ri nurlanish ko'rsatkichlari kenglikka bog'liq. Ekvatorda to'g'ridan-to'g'ri nurlanishning yillik yo'nalishi qo'shaloq to'lqin shaklida bo'ladi: bahor va kuzgi tengkunlik davridagi maksimallar, yoz va qishki to'lqinlar davrlarida minimal. Mo''tadil kengliklarda to'g'ridan-to'g'ri nurlanishning maksimal qiymatlari yoz oylarida emas, balki bahorda (shimoliy yarimsharda aprelda) sodir bo'ladi, chunki bu vaqtda havo suv bug'lari va changning kamroq miqdori tufayli shaffofroq bo'ladi. shuningdek, engil bulutlilik. Radiatsiyaning minimal darajasi dekabrda kuzatiladi, bu vaqtda quyosh eng past, kunduzgi soat qisqa va yilning eng bulutli oyi hisoblanadi.
Tarqalgan nurlanishning sutkalik va yillik kursi Quyoshning ufqdan balandligi va kun uzunligining o'zgarishi, shuningdek, atmosferaning shaffofligi bilan belgilanadi. Kun davomida tarqoq nurlanishning maksimal darajasi kun davomida radiatsiyaning ko'payishi bilan kuzatiladi, garchi uning ertalab va kechqurun ulushi to'g'ridan-to'g'ri radiatsiyadan ko'proq bo'lsa va kunduzi, aksincha, to'g'ridan-to'g'ri nurlanish ustunlik qiladi. diffuz nurlanish. Ekvatordagi tarqoq nurlanishning yillik yo'nalishi odatda to'g'ri chiziq kursini takrorlaydi. Boshqa kengliklarda yozda quyosh radiatsiyasining umumiy oqimining oshishi tufayli yozda qishga qaraganda ko'proq bo'ladi.
To'g'ridan-to'g'ri va tarqoq nurlanish o'rtasidagi nisbat Quyoshning balandligi, atmosferaning shaffofligi va bulutliligiga qarab o'zgaradi.
Turli kengliklarda to'g'ridan-to'g'ri va tarqoq nurlanish o'rtasidagi nisbatlar bir xil emas. Qutbli va subpolyar mintaqalarda tarqalgan radiatsiya umumiy radiatsiya oqimining 70% ni tashkil qiladi. Uning qiymati, Quyoshning past joylashuvi va bulutlilikdan tashqari, qor yuzasidan quyosh radiatsiyasining ko'p marta aks etishi ham ta'sir qiladi. Mo''tadil kengliklardan boshlab va deyarli ekvatorgacha to'g'ridan-to'g'ri nurlanish tarqalgan nurlanishdan ustun turadi. Uning mutlaq va nisbiy ahamiyati, ayniqsa, ichki tropik cho'llarda (Saxara, Arabiston) juda katta bo'lib, minimal bulutlilik va toza quruq havo bilan ajralib turadi. Ekvator bo'ylab havoning yuqori namligi va quyosh radiatsiyasini yaxshi tarqatuvchi to'plangan bulutlar mavjudligi sababli to'g'ri chiziq ustida yana tarqalgan radiatsiya hukmronlik qiladi.
Dengiz sathidan joyning balandligi oshishi bilan mutlaq qiymat sezilarli darajada oshadi. 23. Umumiy quyosh radiatsiyasining yillik miqdori [MJ / (m 2 x yil)]
to'g'ridan-to'g'ri nurlanishning nisbiy kattaligi va tarqoq nurlanish kamayadi, chunki atmosfera qatlami yupqaroq bo'ladi. 50-60 km balandlikda to'g'ridan-to'g'ri nurlanish oqimi quyosh doimiyligiga yaqinlashadi.
Barcha quyosh nurlari - to'g'ridan-to'g'ri va diffuz, er yuzasiga keladigan deyiladi umumiy nurlanish: (Q=S· sinh¤+D bu yerda Q - umumiy nurlanish, S - to'g'ridan-to'g'ri, D - diffuz, h ¤ Quyoshning ufqdan balandligi. Umumiy radiatsiya atmosferaning yuqori chegarasiga keladigan quyosh radiatsiyasining taxminan 50% ni tashkil qiladi.
Bulutsiz osmon bilan umumiy radiatsiya sezilarli bo'lib, kunlik o'zgarishlarga ega bo'lib, maksimal kunduzi va yozda maksimal yillik o'zgarishlarga ega. Bulutlilik radiatsiyani kamaytiradi, shuning uchun yozda uning tushdan oldingi soatlarda kelishi tushdan keyin o'rtacha ko'proq bo'ladi. Xuddi shu sababga ko'ra, yilning birinchi yarmida ikkinchisiga qaraganda kattaroqdir.
Yer yuzasida umumiy nurlanishning tarqalishida bir qator qonuniyatlar kuzatiladi.
Asosiy muntazamlik umumiy radiatsiya taqsimlanganligidir zonal, ekvatorial tropi-dan pastga tushish
Quyosh nurlarining tushish burchagining pasayishiga mos ravishda qutblarga ic kengliklari (23-rasm). Zonaviy taqsimotdan chetlanishlar atmosferaning turli xil bulutliligi va shaffofligi bilan izohlanadi. Yiliga 7200 - 7500 MJ / m 2 (yiliga taxminan 200 kkal / sm 2) umumiy radiatsiyaning eng yuqori yillik qiymatlari bulutlilik va havo namligi past bo'lgan tropik kengliklarga to'g'ri keladi. To'g'ridan-to'g'ri radiatsiya ko'p bo'lgan va bulutlar deyarli yo'q bo'lgan ichki tropik cho'llarda (Saxara, Arabiston) umumiy quyosh radiatsiyasi hatto yiliga 8000 MJ / m 2 dan oshadi (yiliga 220 kkal / sm 2 gacha) . Ekvator yaqinida sezilarli bulutlilik, yuqori namlik va kamroq havo shaffofligi tufayli umumiy radiatsiya yiliga 5600 - 6500 MJ / m (yiliga 140-160 kkal / sm 2) gacha kamayadi. Mo''tadil kengliklarda umumiy radiatsiya yiliga 5000 - 3500 MJ / m 2 (yiliga ≈ 120 - 80 kkal / sm 2), qutbli mintaqalarda - yiliga 2500 MJ / m (yiliga ≈60 kkal / sm 2) ). Bundan tashqari, Antarktidada u Arktikaga qaraganda 1,5-2 baravar ko'pdir, bu birinchi navbatda materikning mutlaq balandligi (3 km dan ortiq) va shuning uchun havo zichligi pastligi, uning quruqligi va shaffofligi, shuningdek bulutli ob-havo bilan bog'liq. Umumiy radiatsiya zonaliligi materiklarga qaraganda okeanlarda yaxshiroq ifodalanadi.
Ikkinchi muhim naqsh umumiy radiatsiya - bu qit'alar uni okeanlarga qaraganda ko'proq qabul qiladi, kam (15-30%) bulutlilik tufayli
qit'alar. Faqatgina istisnolar ekvatorial kenglikdir, chunki kunduzi okean ustidagi konvektiv bulutlilik quruqlikka qaraganda kamroq.
Uchinchi xususiyat bu shimoliy, ko'proq kontinental yarim sharda umumiy radiatsiya odatda janubiy okeandagidan ko'proq.
Iyun oyida quyosh radiatsiyasining eng katta oylik miqdori shimoliy yarim shar, ayniqsa ichki tropik va subtropik mintaqalar tomonidan qabul qilinadi. Mo''tadil va qutbli kengliklarda radiatsiya miqdori kengliklarda bir oz o'zgarib turadi, chunki nurlarning tushish burchagining pasayishi Arktika doirasidan tashqaridagi qutb kuniga qadar quyosh nuri davomiyligi bilan qoplanadi. Janubiy yarimsharda kenglik o'sishi bilan radiatsiya tez kamayadi va Antarktika doirasidan tashqarida nolga teng.
Dekabr oyida janubiy yarim shar shimolga qaraganda ko'proq radiatsiya oladi. Ayni paytda, eng katta oylik miqdorlar quyosh issiqligi Avstraliya va Kalaxari cho'llarida uchraydi; Keyinchalik mo''tadil kengliklarda radiatsiya asta-sekin kamayadi, ammo Antarktidada u yana ortadi va tropiklardagi kabi bir xil qiymatlarga etadi. Shimoliy yarim sharda kenglik ortib borishi bilan u tez kamayadi va Arktika doirasidan tashqarida yo'q.
Umuman olganda, umumiy nurlanishning eng katta yillik amplitudasi qutb doiralaridan tashqarida, ayniqsa Antarktidada, eng kichiki - ekvatorial zonada kuzatiladi.
Ko'pincha quyosh radiatsiyasi deb ataladigan to'g'ridan-to'g'ri quyosh radiatsiyasi ostida to'g'ridan-to'g'ri Quyoshdan parallel nurlar dastasi shaklida kuzatuv joyiga etib boradigan radiatsiya tushuniladi.
Quyosh nurlanishining nurlarga perpendikulyar oqimlari ( I) va gorizontal ( men = I gunoh h) sirtlar quyidagi omillarga bog'liq: a) quyosh doimiysi; b) Yer va Quyosh orasidagi masofa (oqim I 0 ) atmosferaning yuqori chegarasida yanvarda taxminan 3,5% ga, iyulda esa 3,5% ga kam. I* 0 ); v) kuzatish nuqtasi ustidagi atmosferaning fizik holati (yutuvchi gazlar va qattiq atmosfera aralashmalari tarkibi, bulutlar va tumanlarning mavjudligi); d) quyosh balandligi.
Ushbu omillarga qarab, oqimlar I uchun I keng farqlanadi. Har bir nuqtada ular aniq ifodalangan kunlik va yillik o'zgarishlarga ega (maksima I va I n kun davomida mahalliy tushda kuzatiladi). Quyoshning balandligi bo'lsa ham (uning ustiga t.) va quyosh radiatsiyasi oqimlariga katta ta'sir ko'rsatadi, ammo atmosferaning loyqaligi ham kam ta'sir qilmaydi. Bu maksimal (peshindan boshlab) oqim qiymatlari bilan tasdiqlanadi I turli nuqtalarda kuzatilgan (6.3 va 6.4-jadvallar). Stoldan. Ma'lumotlarning 6,3 qismi shundan kelib chiqadiki, shunga qaramay katta farq stansiyalarning kengligida va shunga mos ravishda Quyoshning maksimal balandligida farq I Maks ular ustida kichik. Bundan tashqari, taxminan. dikson ma'nosi I max janubda joylashgan nuqtalardan kattaroqdir. Bu past kengliklardagi atmosferada yuqori kengliklarga qaraganda ko'proq suv bug'lari va aralashmalar mavjudligi bilan izohlanadi.
6.5. tarqalgan radiatsiya
Tarqalgan radiatsiya - atmosferada tarqalib ketgan quyosh radiatsiyasi. Yagona gorizontal sirtga vaqt birligida tushgan tarqoq nurlanish miqdori tarqalgan nurlanish oqimi deyiladi; tarqoq nurlanish oqimi bilan belgilanadi i. Tarqalgan nurlanishning asosiy manbai to'g'ridan-to'g'ri quyosh radiatsiyasi bo'lganligi sababli, oqim i belgilovchi omillarga bog‘liq bo‘lishi kerak I, ya'ni: a) Quyosh balandligi h(qanchalik ko'p h, ko'proq i); b) atmosferaning shaffofligi (qanchalik ko'p R, kamroq i; c) bulutlar.
6.6. Umumiy radiatsiya
Umumiy nurlanish oqimi Q to'g'ridan-to'g'ri (I) va tarqoq () oqimlarining yig'indisidir. i) gorizontal yuzaga keladigan quyosh radiatsiyasi. K. Ya. Kondratiev va boshqalar taxminiy nurlanish oʻtish tenglamalarini yechish orqali bulutsiz sharoitda umumiy nurlanish oqimining quyidagi formulasini oldilar:
Bu erda t - integral oqim uchun optik qalinlik, O. A. Avaste ko'rsatganidek, uni t 0,55 ga teng deb hisoblash mumkin - l = 0,55 mkm bo'lgan monoxromatik oqim uchun optik qalinlik; e - qabul qiluvchi ko'paytma turli balandliklar Quyidagi qiymatlarni quyoshga qo'ying:
6.7. Albedo
Albedo yoki sirtni aks ettirish, yuqorida aytib o'tilganidek, ma'lum bir sirt tomonidan aks ettirilgan nurlanish oqimining tushayotgan nurlanish oqimiga nisbati, birlik ulushi yoki foiz sifatida ifodalanadi.
Kuzatishlar shuni ko'rsatadiki, turli sirtlarning albedosi nisbatan tor chegaralarda (10-30%) o'zgaradi; istisnolar qor va suvdir. .
Quyosh nurlanishi, Yerdagi, jumladan, atmosferadagi barcha jarayonlar uchun asosiy energiya manbai bo'lib, elektromagnit to'lqinlar shaklida barcha yo'nalishlarda tarqaladi. Quyosh energiyasining atmosferadan tashqaridagi umumiy oqimi Yer va Quyosh orasidagi o'rtacha masofada (149,6x10 6 km) doimiy qiymat hisoblanadi. Atmosferaning yuqori chegarasida, Yerdan o'rtacha masofada, vaqt birligida quyosh nurlariga perpendikulyar bo'lgan birlik maydoniga tushgan quyosh nurlanishining energiya yoritilishi. Quyoshga nisbatan quyosh doimiysi deyiladiShaqida.
Atmosferadan o'tayotganda quyosh radiatsiyasining zaiflashishi.
To'g'ridan-to'g'ri quyosh nurlanishining atmosferaning yuqori chegarasidan yer yuzasiga o'tishida zaiflashishi Buger formulasi bilan aniqlanadi.
S = S 0 p m (1),
bu erda S - quyosh nurlariga perpendikulyar bo'lgan yer yuzasiga yaqin hududning quyosh nurlanishi bilan energiya yoritilishi;
S 0 - quyosh doimiysi;
p - atmosferaning integral shaffoflik koeffitsienti;
m - atmosferaning quyosh nurlari orqali o'tadigan optik massasi.
m= 1 uchun, ya'ni. quyosh zenitda,
S=S 0 p,p=S/S 0 .
Binobarin, shaffoflik koeffitsienti quyosh nurlari vertikal tushganda quyosh radiatsiyasining qancha qismi er yuzasiga etib borishini ko'rsatadi.
h c = 0 uchun, ya'ni. ufqda Quyosh bilan m cheksizlikka teng emas, balki 35 ga teng.
Nurlanishning yutilish va tarqalish yo'li bilan susayishi ikki qismga bo'linadi: doimiy gazlar (ideal atmosfera) va suv bug'lari va aerozol aralashmalari bilan zaiflash.
Ideal atmosferaning shaffoflik koeffitsientining (p i) haqiqiy atmosferaning shaffoflik koeffitsientiga (p) nisbati deyiladi. loyqalik omili (K m). Bu haqiqiy atmosfera ishlab chiqaradigan nurlanishning bir xil susayishi uchun qancha ideal atmosferani olish kerakligini ko'rsatadi.
Kimga m = lg p/ lg p i
K m qiymatlari yuzdan birgacha aniqlanadi.
Quyosh radiatsiyasining er yuzasiga kelishi.
Gorizontal yuzaning toʻgʻridan-toʻgʻri quyosh nurlanishi bilan energiya yoritilishi (S insolyatsiya) formula bilan hisoblanadi:
S = Sgunohh c ,
bu erda S - perpendikulyar sirtga to'g'ridan-to'g'ri nurlanish;
h c - S hisoblangan momentdagi Quyosh balandligi.
Umumiy quyosh nurlanishining energiya yoritilishi quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:
Q = S + D,
bu yerda S - gorizontal sirtga to'g'ridan-to'g'ri nurlanishning energiya yoritilishi;
D - tarqalgan quyosh radiatsiyasining energiya yoritilishi.
Ushbu lahzali (to'g'riroq - ikkinchi) qiymatlar yuzdan birlik aniqlik bilan kVt / m 2 da ifodalanadi.
Quyosh radiatsiyasining gorizontal sirtga haqiqiy soatlik, kunlik, oylik va yillik energiya ta'siri radiatsiyaning vaqtga bog'liqligini ifodalovchi funktsiyalarning sonli integratsiyasi bilan aniqlanadi. Muayyan vaqt oralig'idagi energiya ta'sirlari mos keladigan (to'g'ridan-to'g'ri, tarqalgan, umumiy) nurlanishning soatlik, kunlik, oylik va yillik yig'indilari deb ataladi va h S, D kunni bildiradi. Bu miqdorlarning barchasi MJ / m 2, soatda ifodalanadi. va har kuni yuzdan birlik aniqlik bilan, oylik - birlikgacha, yillik o'nlabgacha.
Quyosh nurlanishining faol qatlam tomonidan aks etishi va yutilishi.
Quyosh nurlanishining faol qatlam tomonidan aks ettirish koeffitsienti - A (albedo) - nisbat sifatida aniqlanadi:
A=Q neg / Q,
bu erda Q neg - aks ettirilgan nurlanish, ya'ni. umumiy nurlanishning aks ettirilgan qismi (kVt / m 2).
Q- umumiy quyosh radiatsiyasi (kVt / m 2).
Albedo yuzdan birlik aniqlik bilan birlikning kasrlarida yoki foizda ifodalanadi. Faol qatlam tomonidan so'rilgan umumiy nurlanishning bir qismi (kVt / m 2):
Q P = Q (1 – A)
Bu qiymat (Q p) so'rilgan nurlanish yoki qisqa to'lqinli nurlanish balansi deb ataladi. Ikkinchi holda, u bilan belgilanadi
Faol qatlam nurlanishi.
Faol qatlamning energiya yorqinligi (E s) formula bilan hisoblanadi:
E bilan = T 0 4 ,
bu erda - issiqlik nurlanish koeffitsienti, shuningdek, emissiya koeffitsienti deb ataladi;
- Stefan-Boltzman doimiysi, 5,67 x10 -8 Vt / m 2 x K
T 0 - faol qatlamning harorati (K).
Turli haroratlarda T 0 4 mahsuloti jadval shaklida keltirilgan (1-ilova).
Xuddi shu qiymatlar faol qatlamning yutilish xususiyatlarini undagi uzoq to'lqinli nurlanish bilan tavsiflaydi.
Faol qatlamdan radiatsiya o'z-o'zidan nurlanish deb ham ataladi. E c ning bir lahzali (ikkinchi) qiymatlari va bu nurlanishning turli intervallar (summalar) uchun energiya ta'siri qisqa to'lqinli nurlanishning tegishli xususiyatlari bilan bir xil birliklarda va bir xil yaxlitlash bilan ifodalanadi.
qarshi nurlanish.
Tiniq osmonda qarshi nurlanish orqali faol qatlamning energiya yoritilishi Brent formulasi bilan aniqlanadi:
E A \u003dT A 4 (D + G)
Bu erda -T A - havo harorati (K) er yuzasidan 2 m balandlikda, e - bir xil balandlikda suv bug'ining qisman bosimi (hPa), D va G - doimiylar (D \u003d 0,61, G \u003d 0,05) ).
Qarama-qarshi nurlanishning faol qatlam tomonidan yutilgan (E A p) va aks ettirilgan qismi (E A neg) munosabatlar bilan belgilanadi:
E A p = E LEKIN , E Nega = (1- ) E LEKIN
bu yerda E A, E A p va E A neg E s bilan bir xil birliklarda ifodalanadi.
Faol qatlamning samarali radiatsiya va radiatsiya balansi.
Tiniq osmonda faol qatlamning samarali nurlanishi (E eff) quyidagi munosabat bilan aniqlanadi:
E ef =E bilan - E ichida ,
bu erda E bilan - o'z nurlanishi;
E in - qarshi nurlanish.
- emissiya koeffitsienti.
Minus belgisi bilan olingan samarali nurlanish uzoq to'lqinli radiatsiya balansidir
DA d = E ichida - E bilan
Bulutlar mavjud bo'lganda samarali radiatsiya quyidagilar bilan tavsiflanadi:
E eff o \u003d E eff I (1-C n n n -C bilan n bilan -C in n in),
bu erda E eff o - turli darajadagi bulutlar bilan samarali nurlanish,
E eff i - tiniq osmonda samarali nurlanish,
C - turli darajadagi bulutlar uchun empirik bulut koeffitsientlari (C n - pastki, 0,076 ga teng, C c - o'rta, 0,052 ga teng va C in - yuqori - 0,022).
n n, n s, n in - qatlamlar bo'yicha nuqtalardagi bulutlar soni
Faol qatlamning radiatsiya balansi quyidagi munosabat bilan tavsiflanadi:
R = (S + D) (1- A) - E ef
Faol qatlamning radiatsiya balansining lahzali qiymatlari va uning yig'indilari boshqa barcha radiatsiya oqimlari kabi bir xil birliklarda va bir xil yaxlitlash bilan ifodalanadi.
