Климатология и метеорологи. Какая доля солнечного света поглощается поверхность земли Спектральный состав солнечной радиации

Солнце излучает огромное количество энергии - приблизительно 1,1x1020 кВтч в секунду. Киловатт-час - это количество энергии, необходимое для работы лампочки накаливания мощностью 100 ватт в течение 10 часов. Внешние слои атмосферы Земли перехватывают приблизительно одну миллионную часть энергии, излучаемой Солнцем, или приблизительно 1500 квадрильонов (1,5 x 1018) кВт·ч ежегодно. Однако из-за отражения, рассеивания и поглощения ее атмосферными газами и аэрозолями только 47% всей энергии, или приблизительно 700 квадрильонов (7 x 1017) кВт·ч, достигает поверхности Земли.

Солнечное излучение в атмосфере Земли делится на так называемое прямое излучение и на рассеянное на частицах воздуха, пыли, воды, и т.п., содержащихся в атмосфере. Их сумма образует суммарное солнечное излучение. Количество энергии, падающей на единицу площади в единицу времени, зависит от ряда факторов:

  • широты
  • местного климата сезона года
  • угла наклона поверхности по отношению к Солнцу.

Время и географическое положение

Количество солнечной энергии, падающей на поверхность Земли, изменяется вследствие движения Солнца. Эти изменения зависят от времени суток и времени года. Обычно в полдень на Землю попадает больше солнечной радиации, чем рано утром или поздно вечером. В полдень Солнце находится высоко над горизонтом, и длина пути прохождения лучей Солнца через атмосферу Земли сокращается. Следовательно, меньше солнечной радиации рассеивается и поглощается, а значит больше достигает поверхности.

Количество солнечной энергии, достигающей поверхности Земли, отличается от среднегодового значения: в зимнее время - менее чем на 0,8 кВт·ч/м2 в день на Севере Европы и более чем на 4 кВт·ч /м2 в день в летнее время в этом же регионе. Различие уменьшается по мере приближения к экватору.

Количество солнечной энергии зависит и от географического месторасположения участка: чем ближе к экватору, тем оно больше. Например, среднегодовое суммарное солнечное излучение, падающее на горизонтальную поверхность, составляет: в Центральной Европе, Средней Азии и Канаде - приблизительно 1000 кВт·ч/м2; в Средиземноморье - приблизительно 1700 кВт·ч /м2; в большинстве пустынных регионов Африки, Ближнего Востока и Австралии - приблизительно 2200 кВт·ч/м2.

Таким образом, количество солнечной радиации существенно различается в зависимости от времени года и географического положения (см. таблицу). Этот фактор необходимо учитывать при использовании солнечной энергии.

Южная Европа Центральная Европа Северная Европа Карибский регион
Январь 2,6 1,7 0,8 5,1
Февраль 3,9 3,2 1,5 5,6
Март 4,6 3,6 2,6 6,0
Апрель 5,9 4,7 3,4 6,2
Май 6,3 5,3 4,2 6,1
Июнь 6,9 5,9 5,0 5,9
Июль 7,5 6,0 4,4 6,0
Август 6,6 5,3 4,0 6,1
Сентябрь 5,5 4,4 3,3 5,7
Октябрь 4,5 3,3 2,1 5,3
Ноябрь 3,0 2,1 1,2 5,1
Декабрь 2,7 1,7 0,8 4,8
ГОД 5,0 3,9 2,8 5,7

Влияние облаков на солнечную энергию

Количество солнечной радиации, достигающее поверхности Земли, зависит от различных атмосферных явлений и от положения Солнца как в течение дня, так и в течение года. Облака - основное атмосферное явление, определяющее количество солнечной радиации, достигающей поверхности Земли. В любой точке Земли солнечная радиация, достигающая поверхности Земли, уменьшается с увеличением облачности. Следовательно, страны с преобладающей облачной погодой получают меньше солнечной радиации, чем пустыни, где погода в основном безоблачная.

На формирование облаков оказывает влияние наличие таких особенностей местного рельефа, как горы, моря и океаны, а также большие озера. Поэтому количество солнечной радиации, полученной в этих областях и прилегающих к ним регионах, может отличаться. Например, горы могут получить меньше солнечного излучения, чем прилегающие предгорья и равнины. Ветры, дующие в сторону гор, вынуждают часть воздуха подниматься и, охлаждая влагу, находящуюся в воздухе, формируют облака. Количество солнечной радиации в прибрежных районах также может отличаться от показателей, зафиксированных в областях, расположенных внутри континента.

Количество солнечной энергии, поступающей в течение дня, в значительной степени зависит от местных атмосферных явлений. В полдень при ясном небе суммарное солнечное

излучение, попадающее на горизонтальную поверхность, может достигнуть (например, в Центральной Европе) значения в 1000 Вт/м2 (при очень благоприятных погодных условиях этот показатель может быть выше), в то время, как при очень облачной погоде - ниже 100 Вт/м2 даже в полдень.

Влияние загрязнения атмосферы на солнечную энергию

Антропогенные и природные явления также могут ограничивать количество солнечной радиации, достигающей поверхности Земли. Городской смог, дым от лесных пожаров и переносимый по воздуху пепел, образовавшийся в результате вулканической деятельности, снижают возможность использования солнечной энергии, увеличивая рассеивание и поглощение солнечной радиации. То есть, эти факторы в большей степени влияют на прямое солнечное излучение, чем на суммарное. При сильном загрязнении воздуха, например, при смоге, прямое излучение уменьшается на 40%, а суммарное - лишь на 15-25%. Сильное вулканическое извержение может понизить, причем на большой территории поверхности Земли, прямое солнечное излучение на 20%, а суммарное - на 10% на период от 6 месяцев до 2 лет. При уменьшении количества вулканического пепла в атмосфере эффект ослабевает, но процесс полного восстановления может занять несколько лет.

Потенциал солнечной энергии

Солнце обеспечивает нас в 10 000 раз большим количеством бесплатной энергии, чем фактически используется во всем мире. Только на мировом коммерческом рынке покупается и продается чуть меньше 85 триллионов (8,5 x 1013) кВт·ч энергии в год. Поскольку невозможно проследить за всем процессом в целом, нельзя с уверенностью сказать, сколько некоммерческой энергии потребляют люди (например, сколько древесины и удобрения собирается и сжигается, какое количество воды используется для производства механической или электрической энергии). Некоторые эксперты считают, что такая некоммерческая энергия составляет одну пятую часть всей используемой энергии. Но даже если это так, то общая энергия, потребляемая человечеством в течение года, составляет только приблизительно одну семитысячную часть солнечной энергии, попадающей на поверхность Земли в тот же период.

В развитых странах, например, в США, потребление энергии составляет примерно 25 триллионов (2.5 x 1013) кВт·ч в год, что соответствует более чем 260 кВт·ч на человека в день. Данный показатель является эквивалентом ежедневной работы более чем ста лампочек накаливания мощностью 100 Вт в течение целого дня. Среднестатистический гражданин США потребляет в 33 раза больше энергии, чем житель Индии, в 13 раз больше, чем китаец, в два с половиной раза больше, чем японец и вдвое больше, чем швед.

Количество солнечной энергии, попадающей на поверхность Земли, во много раз превышает ее расход даже в таких странах как США, где энергопотребление огромно. Если бы только 1% территории страны был использован для установки солнечного оборудования (фотоэлектрические батареи или солнечные системы для горячего водоснабжения), работающего с КПД 10%, то США были бы полностью обеспечены энергией. То же самое можно сказать и в отношении всех других развитых стран. Однако, в определенном смысле, это нереально - во-первых, из-за высокой стоимости фотоэлектрических систем, во-вторых, невозможно охватить такие большие территории солнечным оборудованием, не нанося вред экосистеме. Но сам принцип является верным.

Можно охватить ту же самую территорию, рассредоточив установки на крышах зданий, на домах, по обочинам, на заранее определенных участках земли и т.д. К тому же, во многих странах уже более 1% земли отведено под добычу, преобразование, производство и транспортировку энергии. И, поскольку большая часть этой энергии является не возобновляемой в масштабе существования человечества, этот вид производства энергии намного более вреден для окружающей среды, чем солнечные системы.

 1)В результате столкновения, каких литосферных плит возникли горы Кавказа? 2)Как называется наука, изучающая историю развития Земли? 3)При

ведите пример гор России входящих в Памиро-Чукотский пояс?

4)Назовите древнейшую эру?

5)Периодами какой эры являются:триас, юра,мел?

6)В каком периоде, и в какой эре появились первые рептилии?

7)В каком периоде кайнозойской эры появились человекообразные обезьяны?

8)В результате деятельности какой экзогенной силы формируются следующие формы рельефа:кар,карлинг,трог,цирк,морена,бараньи лбы,озы,камы?

9)Как называется скопление месторождений одного вида полезного ископаемого?

10)Как называется многолетний режим погоды?

11)Как называется тепло и свет, излучаемое солнцем?

12)Как называется процесс изменения климата при удалении от морей и окевнов, при этом уменьшается количество осадков и увеличивается амплитуда колебания температур?

13)Как называется пограничная полоса, разделяющая различные по свойствам воздушные массы?

14)При наступлении, какого фронта выпадают ливневые осадки, сопровождающиеся сильным ветром?

15)Назовите основную закономерность изменения температуры летом на территории России?

16)Как называется количество влаги, которое может испариться с поверхности при данных атмосферных условиях?

17) Определите по описанию тип климата России: характерен для Калининградской области; выпадает достаточно большое количество осадков в течение года, не холодная влажная зима сменяется не жарким влажным летом?

18)Ветер, какого направления преобладает в Росии?

19)Как называется водный поток, текущий в углублении-русле?

20)Как называется понижение в рельефе, по которому протекает река?

21)Как называется количество воды, проходящее через русло реки за определенный промежуток времени?

22)Как называется временный подъем воды в реке?

23)Как называется разница высоты истока и устья реки?

24)Приведите пример рек России с весенним половодьем?

25)Приведите пример рек России с преобладанием ледникового питания?

26)Назовите реки, относящиеся к бассейну Тихого океана?

27)Приведите примеры сточного и бессточного озер России?

28)Назовите водохранилище на реке Волга?

29)Как называется переувлажненный участок земной поверхности?

30)Где в России расположены покровные ледники?

31)Где в России находится долина гейзеров?

32)Как называется рыхлый поверхностный слой Земли, обладающий плодородием?

33)Какой тип почвы характерен для зоны тайги?

34)Как называется в сельском хозяйстве совокупность организационных, хозяйственных, технических мероприятий направленных на улучшение почв?

35)Назовите типы растительности тундры?

36)Какие виды животных степной зоны вы знаете?

37)Приведите примеры антропогенных, промышленных ландшафтов?

а)на какую высоту поднялся самолёт,если за его бортом температура -30С, а у поверхности Земли +12?б) Какова температура воздуха на Памире,если в

июле у подножия она составляет +36С? Высота Памира 6км.

в)Лётчик рейса Волгоград-Москва поднялся на высоту 2км. Каково атмосферное давление воздуха на этой высоте,если у поверхности земли оно равнялось 750 мм рт.ст.?

1 вариант Установите соответствие: давление показатели а) 749 мм рт.ст.;

1) ниже нормы;

б) 760 мм рт.ст.; 2) нормальное;

в) 860 мм рт.ст.; 3) выше нормы.

Разность между наибольшим и наименьшим значениями температуры воздуха

называется:

а) давлением; б) движением воздуха; в) амплитудой; г) конденсацией.

3. Причиной неравномерного распределения солнечного тепла на поверхности Земли

является:

а) удаленность от солнца; б) шарообразность;

в) разная мощность слоя атмосферы;

4. Атмосферное давление зависит от:

а) силы ветра; б) направления ветра; в) разницы температуры воздуха;

г) особенностей рельефа.

Солнце бывает в зените на экваторе:

Озоновый слой расположен в:

а) тропосфере; б) стратосфере; в) мезосфере; г) экзосфере; д) термосфере.

Заполните пропуск: воздушной оболочкой земли является - _________________

8. Где наблюдается наименьшая мощность тропосферы:

а) на полюсах; б) в умеренных широтах; в) на экваторе.

Расположите этапы нагрева в правильной последовательности:

а) нагрев воздуха; б) солнечные лучи; в) нагрев земной поверхности.

В какое время летом, при ясной погоде, наблюдается наибольшая температура

воздуха: а) в полдень; б) до полудня; в) после полудня.

10. Заполните пропуск: при подъёме в горы атмосферное давление…, на каждые

10,5 м на ….мм рт.ст.

Высчитайте атмосферное давление г. Народная. (Высоту вершин найдите на

карте, АД у подножия гор возьмите условно за 760 мм рт.ст.)

В течение суток были зафиксированы следующие данные:

max t=+2’C, min t=-8’C; Определите амплитуду и среднесуточную температуру.

2 вариант

1. У подножия горы АД составляет 760 мм рт.ст. Каким будет давление на высоте 800 м:

а) 840 мм рт. ст.; б) 760 мм рт. ст.; в) 700 мм рт. ст.; г) 680 мм рт. ст.

2. Средние месячные температуры высчитываются:

а) по сумме среднесуточных температур;

б) делением суммы средних суточных температур на число суток в месяце;

в) от разницы сумы температур предыдущего и последующего месяцев.

3. Установите соответствие:

давление показатели

а) 760 мм рт. ст.; 1) ниже нормы;

б) 732 мм рт. ст.; 2) нормальное;

в) 832 мм рт. ст. 3) выше нормы.

4. Причиной неравномерного распределения солнечного света по земной поверхности

является: а) удаленность от Солнца; б) шарообразность Земли;

в) мощный слой атмосферы.

5. Суточная амплитуда – это:

а) общее количество показателей температуры в течение суток;

б) разница между наибольшими и наименьшими показателями температуры воздуха в

течение суток;

в) ход температур в течение суток.

6. С помощью какого прибора измеряется атмосферное давление:

а) гигрометра; б) барометра; в) линейки; г) термометра.

7. Солнце бывает в зените на экваторе:

8. Слой атмосферы, где происходят все погодные явления:

а) стратосфера; б) тропосфера; в) озоновый; г) мезосфера.

9. Слой атмосферы, не пропускающий ультрафиолетовые лучи:

а) тропосфера; б) озоновый; в) стратосфера; г) мезосфера.

10. В какое время летом при ясной погоде наблюдается наименьшая температура воздуха:

а) в полночь; б) перед восходом Солнца; в) после захода Солнца.

11. Высчитайте АД горы Эльбрус. (Высоту вершин найдите на карте, АД у подножия

горы возьмите условно за 760 мм рт. ст.)

12. На высоте 3 км температура воздуха = - 15 ‘C, чему равна температура воздуха у

поверхности Земли:

а) + 5’C; б) +3’C; в) 0’C; г) -4’C.

Размер: px

Начинать показ со страницы:

Транскрипт

1 ЗАДАНИЯ 8 класс Тестовый раунд 1. Время в каждый момент суток одинаковое в точках, расположенных на одном меридиане, называется: А. Поясным Б. Декретным В. Местным Г. Летним 2. В какую геологическую эру произошли такие события как появление млекопитающих и птиц, появление первых цветковых растений, господство голосеменных растений и пресмыкающихся: А. Архейская Б. Протерозойская В. Палеозойская Г. Мезозойская 3. Какая доля солнечного света поглощается поверхностью Земли: А. 10% Б. 30% В. 50% Г. 70% 4. Какая из тектонических структур характеризуется более молодым возрастом: А. Русская платформа В. Западно-Сибирская плита Б. Алданский щит Г. Складчатые области Камчатки 5. Самое соленое море, омывающее берега России? А. Черное Б. Японское В. Балтийское Г. Азовское 6. Северный морской путь начинается от порта: А. Архангельск Б. Мурманск В. Санкт-Петербург Г. Калининград 7. Ученый из Екатеринбурга (IVпояс) организовал вебинар длясвоих коллег из других регионов России Омска (Vпояс), Санкт-Петербурга (IIпояс) и Барнаула (VIпояс) в 14 часов по московскому времени. Для участникаиз какого города вебинар начнется в 18 часов по местному времени: А. Из Санкт-Петербурга Б. Из Екатеринбурга В. Из Барнаула Г. Из Омска 8. Укажите морской объект, не расположенный у берегов России: А. Пролив Буссоль В. Керченский пролив Б. Гданьский залив Г. Рижский залив 9. Какие из перечисленных городов, расположены на реке Волга: А. Пенза, Тольятти В. Нижний Новгород, Киров Б. Чебоксары, Йошкар-Ола Г. Казань, Ульяновск 10. Выберите вариант ответа, в котором перечисленные народыпринадлежат к одной языковой группе: А. Буряты, калмыки, хакасы В. Башкиры, чуваши, татары Б. Чеченцы, ингуши, адыгейцы Г. Мордва, удмурты, кумыки 11. Какое происхождение имеют такие формы рельефа как озы и камы: А. Тектоническое В. Карстовое Б. Ледниковое Г. Эоловое 1

2 12. Запасы этого минерального природного ресурса в Калининградской области оцениваются более чем в 3 млрд. тонн, разведано 281 месторождения. Добыча его ведется в основном в Нестеровском и Полесском районах области. Его теплотворная способность достигает 5000 ккал, хотя с 1982 г. использование его как топлива запрещено законом. Этот ресурс поставляется во многие страны Европы. А. Торф Б. Янтарь В. Газ Г. Горючий сланец 13. Во время одного из выступлений ученый географ В.В. Докучаев сказал: «Прошу извинения, что несколько дольше, чем рассчитывал, остановился на.., но это потому, что последний для России дороже всякой нефти, всякого каменного угля, дороже золотых и железных руд; в нем вековечное неистощимое русское богатство». О чем говорил В.В. Докучаев? А. Лес Б. Чернозем В. Газ Г. Океан 14. Укажите термин, которым обозначают это определение «Крупные подразделения географической оболочки, обладающие определенным сочетанием температурных условий и режима увлажнения, которые классифицируются в основном по преобладающему типу растительности и закономерно меняются на равнинах с севера на юг, а в горах от подножий к вершинам»: А. Природно-хозяйственные комплексы В. Географические районы Б. Природные зоны Г. Ландшафты 15. О каком природном явлении идет речь в рассказе И.Рябцева «Степное диво». «Вот уже вторую неделю в степи властвовал июльский, самый жгучий, самый беспощадный. Он до дна вылизал мелководные речушки, разогнал куда-то зверей и птиц. Спаленные травы с хрустом ломались под ногами, рассыпаясь в труху; голая земля была иссечена глубокими трещинами, в которых отлеживались змеи, ящерицы и пауки. Куда ни глянешь, всюду два цвета: пепельно-желтый и бурый. На этом мрачном фоне, обманчиво радуя взор, аквамариновыми мазками были разбросаны безлистые кусты верблюжьей колючки - единственного растения, в котором еще теплилась жизнь. Искрясь под солнцем, то там, то здесь сахарно-белыми латками лежит соль, выступившая на мертвых плешинах. Это красивое и вместе с тем страшное зрелище» А. Бора Б. Фен В. Суховей Г. Самум 16. Атмосферный вихрь огромного (от сотен до нескольких тысяч километров) диаметра с пониженным давлением воздуха в центре. Воздух циркулирует против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой стрелке в южном А. Смерч Б. Циклон В. Антициклон Г. Торнадо 17. Укажите вариант ответа, в котором все реки относятся к одной речной системе А. Дон, Воронеж, Ока В. Волга, Кама, Свирь Б. Амур, Аргунь, Шилка Г. Обь, Иртыш, Хатанга 18. Какой природный ресурс объединяет следующие месторождения: Штокмановское, Медвежье, Заполярное, Астраханское. А. Нефть В. Газ Б. Каменный уголь Г. Калийная соль 2

3 19. Определите, для каких полуостровов России характерны следующие климатические особенности: А. Климат очень холодный, резко континентальный. Средняя температура в январе т минус º С, а в июле º. Весна начинается в середине июня, а в августе средняя суточная температура опускается ниже нуля. Осадков от 120 до 140 мм в год. Восточная часть полуострова сплошь покрыта ледником. Б. Климат морской, на западе более суровый, чем на востоке. Годовое количество осадков от 600 до 1100 мм. Наиболее высокие части гор несут современные ледники.одна из ярких особенностей климата полуострова это сильные ветры, ураганы и штормы во всех районах области., В зимние месяцы, дуют ветры силой свыше 6 баллов м/сек. В. Один из наиболее «теплых» районов субарктического пояса Земли. В северной части полуострова теплее чем в южной, что обусловлено влиянием теплого течения.средняя температура зимой от-9ºс на побережье, до -13ºС в центре полуострова. Безморозный период длится в среднем 120 дней в узкой прибрежной полосе суши, укорачивается по мере удаления от морей до 60 дней, а на вершинах горного массива температура не опускается ниже 0ºС менее 40 дней в году. 1. П-ов Камчатка 2. Кольский п-ов 3. П-ов Таймыр 20. Что из перечисленного является примером рационального природопользования? А. Создание лесных полезащитных полос в степной зоне Б. Осушение болот в верховьях рек В. Перевод тэс с природного газа на уголь Г. Продольная распашка склонов 21. Готовя рекламный проспект для туристской фирмы, художник постарался изобразить разнообразные экзотические уголки земного шара. Найдите две ошибки художника. А. Перуанец ведет ламу Б. Туарег управляет упряжкой северных оленей В. Таец катает туристов на яке Г. Хиндустанец пашет поле на буйволе 22. Бурный грязекаменный поток, часто возникающий на окончании ледника при сильных ливнях или при интенсивном таянии снега, перемещающийся по склону и несущий с собой массу камней это: А. Оползень Б. Наводнение В. Сель Г. Морена 23. Когда произошел раскол материка Пангея? А. 10 млн лет назад Б. 50 млн лет назад В. 250 млн лет назад Г. 500 млн лет назад 24. В 1831 г. английский полярный исследователь Джон Росс сделал открытие в Канадском арктическом архипелаге, а 10 лет спустя его племянник Джеймс Росс достиг его антипода в Антарктиде. О каком открытии идет речь? А. Северный магнитный полюс Б. Северный полярный круг В. Южный магнитный полюс Г. Северный географический плюс 3

4 25. Установите соответствие: вершина горы - страна 1. Тубкаль А.Анды а. Россия 2. Аконкагуа Б. Атлас б. США 3. Эльбрус В. Кордильеры в. Аргентина 4. Мак-Кинли Г. Кавказ г. Марокко 26. Муссонные дожди часто вызывают наводнения на реках: А. Обь, Индигирка Б. Рейн, Висла В. Дунай, Енисей Г. Янцзы, Амур 27. Какая из стран располагается на разных материках? А. Казахстан В. Египет Б. Турция; Г. Россия 28. Установите соответствие предложенных понятий, различным сферам Земли 1. Черные курильщики А. Литосфера 2. Гало Б. Гидросфера 3. Эль-Ниньо В. Биосфера 4. Нектон Г. Атмосфера 29. Выберите озеро с минимальной солёностью. А. Боденское Б. Аральское В. Каспийское Г. Балхаш 30. Какие приборы не относятся к метеорологическим: А. Барограф Г. Эхолот Б. Гигрометр Д. Курвиметр В. Гелиограф Е. Анемометр Ж. Нефоскоп БЛАНК ОТВЕТОВ Ответ Ответ Ответ Максимальное количество баллов 40. 4

5 8 класс Аналитический раунд Задача 1. Для выполнения задания используйте топографическую карту. 1) Определите масштаб карты, если расстояние от точки А до точки Б составляет 900 м. Ответ запишите в виде численного и именованного масштаба 2) Определите азимут и направление, по которому надо идти от школы до колодца. Какое расстояние необходимо пройти? 3) Определите амплитуду абсолютных высот данной местности 4) В каком направлении течет р. Белка? 5) Оцените, какую из площадок, обозначенных на карте цифрами 1 и 2, лучше выбрать для сооружения ветровой энергетической установки, предназначенной для аварийного энергоснабжения школы в селе Верхнее. Приведите не менее двух доводов. Максимальное количество баллов 13. 5

6 Задача 2. По предложенным фрагментам космических снимков определите происхождение котловин озёр. Приведите примеры названия озёр или районы их распространения. Ответ запишите в таблицу Номер космического снимка Происхождение котловины озера Максимальное количество баллов 10. Пример озера или район распространения Задача 3. Установите соответствие определений географическим явлениям и назовите материки (или части света), на которых эти явления наблюдаются. А. Поророка Б. Мистраль В. Кум Г. Скрэб Д. Атолл 1. Заросли низкорослых вечнозеленых ксерофитных кустарников в тропиках и субтропиках. 2. Кольцеобразный коралловый остров в виде узкой гряды, окружающей неглубокую лагуну. 3. Приливная волна, движущаяся от устья вверх по течению реки 4. Песчаная пустыня 5. Холодный северо-западный ветер, дующий на южное побережье страны, называемое Лазурным Берегом. Ответы запишите в таблицу. Явление Номер определения Материк или часть света 6

7 А Б В Г Д Максимальное количество баллов 10. Задача 4. На земле есть города, где в январе людям не нужны шубы, меховые шапки и перчатки. Из списка выберите те города, жители которых в январе не нуждаются в зимней одежде. Почему так повезло жителям каждого из выбранных вами городов? Луанда, Манагуа, Каир, Стокгольм, Бухарест Ответ: Максимальное количество баллов 6. Задача 5. Ребята - финны из небольшого поселка, расположенного вблизи северного полярного круга, захотели переписываться со школьниками из других стран, живущими с ними на одной параллели. Они отправили письма в Россию, Канаду, Швецию. В какие страны ребята забыли написать? Какими видами транспорта туда можно доставить письмо? Ответ: Максимальное количество баллов 6. Задача 6. Заполните пропуски в географическом описании Нижегородской области. Нижегородская область расположена в средней полосе России, на (1) равнине, в природных зонах (2), (3), (4). В рельефе региона распространены воронки, пещеры, озёра (5) происхождения. Область лежит в пределах (6) климатического пояса. Основными водными артериями являются четыре реки (7, 8, 9, 10), относящиеся к бассейну (11) моря. На севере области зональными являются (12) почвы, а на юго-востоке распространены (13) почвы. Самый древний город Нижегородской области (14) стоит на левом берегу Волги и славится народными ремёслами. А в городе Семёнове продолжаются 300-летние традиции народного художественного промысла (15).. Максимальное количество баллов 15. Ответ:


ЗАДАНИЯ 7 класс Тестовый раунд 1. В каком направлении нужно двигаться, чтобы попасть из точки с координатами 12 с.ш. 176 з.д. в точку с координатами 30 с.ш. 174 в.д.: А. На северо-восток Б. на юго-запад

Демоверсия итоговой промежуточной аттестации по географии 8 класс ВАРИАНТ 1 А 1. С какой из перечисленных стран Россия имеет сухопутную границу? а) Швеция; б) Эстония; в) Иран; г) Таджикистан. А 2. Крайняя

ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ГЕОГРАФИИ (ШКОЛЬНЫЙ ЭТАП). 2017 2018 учебный год 8 КЛАСС ЗАДАНИЯ Время на выполнение заданий - 45 мин. Тестовые задания. 1. Какой географический объект не имеет долготы:

Содержание работы: КАРТА ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ЗНАНИЙ география 8 класс (1 триместр) Географическое положение России Россия на карте мира: размеры, крайние точки, границы, приграничные страны и моря, омывающие

Географии 6 класс Инструкция по выполнению заданий На выполнение тестовых заданий отводится 90 минут. Работа состоит из 40 заданий, которые разделены на 2 части. Часть I содержит 30 заданий с выбором одного

Демонстрационный вариант промежуточной итоговой аттестации 6 класса по географии 7 Наиболее подробно территория изображена на карте масштаба: а) : 500 в) :50 000 б) :5 000 г) :5 000 000 Часть При выполнении

Контрольная работа по теме «Климат России». 1 Вариант. 1. Какой климатообразующий фактор является ведущим? 1) Географическое положение 2) Циркуляция атмосферы 3) Близость океанов 4) Морские течения 2.

Итоговое тестирование учащихся 8 класса. Вариант 1. A1 Какому направлению соответствует направление А В на карте Европейской части России? 1) север 2) северо-восток 3) восток 4) юго-восток A2 Какие моря

Физическая география России. 8 класс. 2 часа в неделю, всего 68часов. Программа по географии, автор Е.М. Домагацких, «Русское слово». уро ка Название раздела и темы 1 Тема 1. Географическое положение.

География России Обратите внимание! РФ Российская Федерация СНГ Содружество независимых государств СССР Союз советских социалистических республик РОССИЯ НА КАРТЕ МИРА Россия (Российская Федерация) самое

Часть 1 К каждому из заданий 1 12 даны четыре варианта ответа, из которых только один правильный. Инструкция по выполнению работы На выполнение теста по географии отводится 45 минут. Ученику разрешается

Всероссийская олимпиада школьников по географии Муниципальный этап 2016 год 8 класс Теоретический тур Теоретический тур включает 5 заданий На выполнение всех заданий теоретического тура отводится 120 минут

Демоверсия итоговой контрольной работы по географии для 8 класса Промежуточная аттестация в 8 классе проводится в форме контрольной работы. Контрольная работа состоит из 27 заданий. Обозна чение задани

ЗАДАНИЯ 9 класс Тестовый раунд 1. Какой природный объект объединяет такие страны как Россия и Литва? А. Кандалакшский залив Б. Рижский залив В. Балтийская коса Г. Куршская коса 2. Укажите три города России,

Контрольная работа по географии 8 класс для подготовки учащихся к итоговой аттестации в форме ГИА и ЕГЭ Контрольная работа по географии для учащихся 8-х классов составлена в форме теста в двух вариантах.

Часть 1 К каждому из заданий 1 12 даны четыре варианта ответа, из которых только один правильный. Инструкция по выполнению работы На выполнение теста по географии отводится 45 минут. Абитуриенту разрешается

Тестовый раунд Используя часть листа карты, выполните тестовые задания 1 2 1. Карта погоды составлена на 13 января. В каком из перечисленных городов, показанных на карте, на следующий день наиболее вероятно

План характеристики гор 1. Географическое положение. 2. Направление горных хребтов, крутизна склонов. 3. Протяженность хребтов (км). 4. Преобладающая высота. 5. Наибольшая высота (координаты вершины).

Демонстрационный вариант промежуточной аттестации для 8 класса по ГЕОГРАФИИ Инструкция по выполнению заданий На выполнение тестовой работы отводится 45 минут. Итоговый контрольный тест состоит из 20 заданий.

ВОПРОСЫ ГЕОГРАФИЯ 8 КЛАСС 1. Укажите приблизительную площадь России: 1)14 млн кв. км 2) 20 млн кв. км 3)17 млн кв. км 4)23 млн кв. км 2. Назовите государство, имеющее сухопутную границу с Россией: 1) Финляндия

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа 1 г. Советский» Демоверсия контрольно-измерительных материалов для проведения промежуточной аттестации по географии,

Задания Школьный этап Всероссийской олимпиады школьников по географии 1. тестовый раунд. 8 класс В каждом из предложенных вопросов выберите один правильный вариант ответа. Ответы запишите в бланки ответов.

Итоговая контрольная работа по географии 8 класс Природа и население 1 вариант 1 Какое утверждение является верным? А. Россия расположена восточнее 19 восточной долготы Б. Россия имеет сухопутные границы

2012 год Всероссийская олимпиада школьников по географии Муниципальный этап 8 класс Олимпиада по географии включает задания двух раундов тестового и аналитического. Максимальное количество баллов за правильное

Тестовый раунд 1. Первое кругосветное путешествие совершила экспедиция: а) испанская б) португальская в) английская г) российская 2. Угол наклона земной оси к плоскости орбиты составляет: а) 0 0 б) 33,5

План описания гор 1. Название. 2. Географическое положение (материк, страна) 3. Возраст гор. 4. Направление горных хребтов, крутизна склонов. 5. Протяженность в километрах (при помощи масштаба) 6. Преобладающие

Мониторинг по географии 8 класс I вариант ФИ класс Ответы 1 6 11 16 21 2 7 12 17 22 3 8 13 18 23 4 9 14 19 24 5 10 15 20 25 Результат 1. Площадь России составляет: a) 17,1 млн. км² b) 24,2 млн. км² c)

Итоговое тестирование учащихся 8 класса. A1 Какому направлению соответствует направление А В на карте Европейской части России? 1) север 2) северо-восток 3) юго-восток 4) восток A2 Какие моря относятся

Класс X (..) Уважаемый ученик! Приветствуем твое участие в Республиканской Олимпиаде по Географии -го года и уверенны, что твой энтузиазм, творчество и знание материала по Географии предоставят возможность

Фамилия, имя (полностью) Дата 2014 г. Часть 1 К каждому из заданий 1 10 даны четыре варианта ответа, из которых только один правильный. Номер этого ответа обведите кружком Инструкция по выполнению работы

Муниципальное общеобразовательное учреждение Средняя общеобразовательная школа 57 Контрольная работа по географии 8 класс Составитель: учитель географии I категории Усольцева О.Г. Тюмень, 2008 Вариант

Инструкция по выполнению работы На выполнение работы отводится 1 урок (45 минут). Работа состоит из 2-х частей и включает 20 заданий. Часть 1 включает 10 заданий с выбором варианта ответа. Внимательно

Природа Земли и человек 1) Какая из перечисленных горных пород по происхождению является магматической? 1) мрамор 2) известняк 3) песчаник 4) гранит 4 2) Вулканическое происхождение имеют(-ет) 1) остров

Экзаменационные билеты, География, 8 класс Билет 1 1.Географическое положение России. Границы. Сравнение географического положения России с положением других стран. Определить координаты крайних точек

Общие требования Программы для поступающих. География На экзамене по географии поступающий в высшее учебное заведение должен: свободно ориентироваться по картам физическим, социальноэкономическим, политическим;

ШИФР РАБОТЫ: Муниципальный этап Всероссийской олимпиады по географии 2012 год Уважаемые участники олимпиады! Время на выполнение заданий теоретического раунда 45 минут, аналитического 1,5 часа. Использование

Итоговое тестирование учащихся 8 класса. A1 Какому направлению соответствует направление А В на карте Европейской части России? 1) север 2) северо-восток 3) восток 4) юго-восток A2 Какие моря относятся

Демонстрационный вариант контрольной работы по географии (8 класс) Часть 1 Часть 1 содержит 29 заданий с выбором ответа. К каждому заданию даётся четыре варианта ответа, только один из которых верный.

Демоверсия переводного экзамена в 8 классе по географии (использованы задания ФИПИ) 1. На каком полуострове находится крайняя северная материковая точка России? 1)Кольский 2)Таймыр 3)Ямал 4)Чукотский 2.Ф.П.

Класс Фамилия, имя (полностью) Дата 2015 г. Часть 1 К каждому из заданий 1 10 даны четыре варианта ответа, из которых только один правильный. Инструкция по выполнению работы На выполнение теста по географии

1 Природно-хозяйственное районирование России. Регионы России Ответами к заданиям являются слово, словосочетание, число или последовательность слов, чисел. Запишите ответ без пробелов, запятых и других

Муниципальное общеобразовательное учреждение Помоздинская средняя общеобразовательная школа им.в.т. Чисталева УТВЕРЖДАЮ: Директор МОУ Помоздинская СОШ им.в.т. Чисталева Ф.Э. Линдт Контрольно-измерительные

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 1 Анализ тектонической и физической карт мира: установление связей между геологическим строением и формами рельефа Цель работы: закрепить понятия «платформа» и «форма рельефа», получить

Задание 14. 1. Для природы Кольского полуострова характерно 1) наличие действующих вулканов 2) отсутствие болот 3) преобладание таежной растительности 4) отсутствие многолетней мерзлоты 2. Для какого района

Теоретическая часть «Литосфера» 1. Горные породы, образовавшиеся из расплавленной магмы, называются: А) метаморфическими; Б) магматическими; В) осадочными. 2.Причиной землетрясений являются: А) резкие

Практическая работа 1 Анализ тектонической и физической карт мира: установление связей между геологическим строением, тектоническими структурами и формами рельефа Цель работы: закрепить понятия «платформа»

Экзаменационные билеты по географии материков и океанов (7 класс): Билет 1. 1. Географическая карта: значение, виды карт, способы изображения основного содержания карты. 2. Евразия: географическое положение,

ФАМИЛИЯ КЛАСС - ИМЯ Отметьте верный вариант ответа. Время выполнения работы - 90 минут. Часть I. За каждое верно выполненное задание начисляется 3 балла. 1. Как называется остров, на котором расположена

Пояснения к демонстрационному варианту контрольных измерительных материалов внутришкольного мониторинга в МОУ «СОШ 8» по географии за курс 8 класса. Демонстрационный вариант предназначен для того, чтобы

Часть 1 Инструкция по выполнению работы К каждому из заданий 1 10 даны варианта ответов, из которых только один правильный. На выполнение теста по географии отводится 45 минут. Абитуриенту разрешается

Аттестационная работа по географии в 6-х классах составлена на основании Федерального Государственного образовательного стандарта основного общего образования. Цель: определение степени освоения обучающимися

Пояснительная записка Рабочая программа по географии составлена на основе Федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования, примерных программ по учебным предметам

Проверочная работа по географии Вариант 1 1. Какое годовое количество осадков характерно для резко континентального климата? 1) более 800 мм в год 2) 600-800 мм в год 3) 500-700 мм в год 4) менее 500 мм

География. 7 класс. Демонстрационный вариант 1 (90 минут) 1 Диагностическая тематическая работа 1 по ГЕОГРАФИИ Инструкция по выполнению работы На выполнение работы по географии отводится 90 минут. Работа

География 6 класс Содержание раздела (темы) Планируемые результаты изучения раздела (темы) Раздел «Географическое познание нашей планеты» Что изучает география? Методы географии и значение науки в жизни

Поморский государственный университет имени М.В. Ломоносова ПРОГРАММА вступительного испытания по ГЕОГРАФИИ Архангельск 2011 Экзамен по географии проводится в письменном виде. На экзамене по географии,

Баллы Задание 1. Задание 2. Задание 3. Задание 4. Задание 5. Итог Член жюри Задания муниципального этапа всероссийской олимпиады школьников по географии 2017-2018 учебный год, 10-11 класс Время выполнения

Вариант 1 1А. Слово «География» в переводе с греческого означает: а. изучение Земли; в. описание Земли; б. измерение Земли; г. это вообще не греческое слово. 2А. Какая из перечисленных планет не входит

Срезовые работы по географии 7 класса ФГОС Срезовая работа 1. Введение. Географические оболочки. Вариант 1. 1. В основании гор материковая земная кора. 2. Атмосфера это газообразная оболочка земли. 3.

Поурочное планирование курса физической географии России (8 класс Неделя урока Тема урока Основное содержание урока Домашнее задание Введение (1 час 1 1 (1 Что изучает география Предмет географии России,

Муниципальное общеобразовательное учреждение открытая (сменная) общеобразовательная школа 1 города Искитима Новосибирской области РАБОЧАЯ ПРОГРАММА по географии для учащихся 8 класса Составитель: учитель

Земля. Полная энциклопедия. Ананьева Е.Г., Мирнова С.С. М.: Эксмо, 2007, 256 с. В книге "Земля" из серии "Полная энциклопедия" рассказывается об удивительной планете, на которой мы живем. Читатели познакомятся

Задания А4 по географии, практика, Задания А4 по географии 1. Для какой природной зоны характерны чернозёмные почвы? 1) смешанные леса 2) степи 3) тайга 4) широколиственные леса Правильный ответ 2. Черноземные

Предметными результатами изучения курса «География» 8 классе являются следующие умения: осознание роли географии в познании окружающего мира: - объяснять основные географические закономерности взаимодействия

Развитие географических знаний о Земле. Введение. Что изучает география. Представления о мире в древности (Древний Китай, Древний Египет, Древняя Греция, Древний Рим). Появление первых географических карт.

Контрольная работа по географии 6 класс вариант 1 1. Слово «География» в переводе с греческого означает: а. изучение Земли; б. измерение Земли; 2. Какая из перечисленных планет не входит в планеты земной

Перечень умений, характеризующих достижение планируемых результатов освоения основной образовательной программы по учебному предмету «География» в 6 классе КОД Проверяемые умения 1. РАЗДЕЛ «ГИДРОСФЕРА

ТЕСТЫ ПО ГЕОГРАФИИ для итоговой аттестации учащихся 7 класса I Вариант 1. Если в основании территории находится малоподвижная структура (платформа), то рельеф будет: а) равнинный; б) горный. 2. Литосфера

География. 7 класс. Демонстрационный вариант 1 (90 минут) 1 География. 7 класс. Демонстрационный вариант 1 (90 минут) 2 1 В каком направлении следует двигаться от точки А до точки В? Диагностическая тематическая

ЛЕКЦИЯ 2.

СОЛНЕЧНАЯ РАДИАЦИЯ.

План:

1.Значение солнечной радиации для жизни на Земле.

2. Виды солнечной радиации.

3. Спектральный состав солнечной радиации.

4. Поглощение и рассеивание радиации.

5.ФАР (фотосинтетически активная радиация).

6. Радиационный баланс.

1. Основным источником энергии на Земле для всего живого (растений, животных и человека) является энергия солнца.

Солнце представляет собой газовый шар радиусом 695300км. Радиус Солнца в 109 раз больше радиуса Земли (экваториальный 6378,2км, полярный 6356,8км). Солнце состоит в основном из водорода (64%) и гелия (32%). На долю остальных приходится всего 4% его массы.

Солнечная энергия является основным условием существова­ния биосферы и одним из главных климатообразующих факто­ров. За счет энергии Солнца воздушные массы в атмосфере не­прерывно перемещаются, что обеспечивает постоянство газово­го состава атмосферы. Под действием солнечной радиации ис­паряется огромное количество воды с поверхности водоемов , почвы, растений. Водяной пар, переносимый ветром с океанов и морей на материки, является основным источником осадков для суши.

Солнечная энергия - непременное условие существования зеленых растений, превращающих в процессе фотосинтеза сол­нечную энергию в высокоэнергетические органические веще­ства.

Рост и развитие растений представляют собой процесс усвоения и переработки солнечной энергии, поэтому сельскохозяйственное производство возможно только при условии поступления солнечной энергии на поверхность Земли. Русский ученый писал: « Дайте самому лучшему повару сколько угодно свежего воздуха, солнечного света, целую речку чистой воды, попросите, чтобы из всего этого он приготовил вам сахар, крахмал, жиры и зерно, и он решит, что вы над ним смеетесь. Но то, что кажется совершенно фантастическим человеку, беспрепятственно совершается в зеленых листьях растений под действием энергии Солнца». Подсчитано, что 1 кв. метр листьев за час продуцирует грамм сахара. В связи с тем, что Земля окружена сплошной оболочкой атмосферы, солнечные лучи, прежде чем достичь поверхности земли, проходят всю толщу атмосферы, которая частично отражает их, частично рассеивает, т. е. изменяет количество и качество солнечного света, поступающего на поверхность земли. Живые организмы чутко реагируют на изменение интенсивности освещенности, создаваемой сол­нечным излучением. Вследствие различной реакции на интен­сивность освещенности все формы растительности делят на све­толюбивые и теневыносливые. Недостаточная освещенность в посевах обусловливает, например, слабую дифференциацию тканей соломины зерновых культур. В результате уменьшаются крепость и эластичность тканей, что часто приводит к полега­нию посевов. В загущенных посевах кукурузы из-за слабой осве­щенности солнечной радиацией ослабляется образование почат­ков на растениях.

Солнечная радиация влияет на химический состав сельскохо­зяйственной продукции. Например, сахаристость свеклы и пло­дов, содержание белка в зерне пшеницы непосредственно зави­сят от числа солнечных дней. Количество масла в семенах под­солнечника, льна также возрастает с увеличением прихода сол­нечной радиации.

Освещенность надземной части растений существенно влия­ет на поглощение корнями питательных веществ. При слабой освещенности замедляется перевод ассимилятов в корни, и в результате тормозятся биосинтетические процессы, происходящие в клетках растений.

Освещенность влияет и на появление, распространение и развитие болезней растений. Период заражения состоит из двух фаз, различающихся между собой по реакции на световой фак­тор. Первая из них - собственно прорастание спор и проникно­вение заразного начала в ткани поражаемой культуры - в боль­шинстве случаев не зависит от наличия и интенсивности света. Вторая - после прорастания спор - наиболее активно проходит при повышенной освещенности.

Положительное действие света сказывается также на скорос­ти развития патогена в растении-хозяине. Особенно четко это проявляется у ржавчинных грибов. Чем больше света, тем коро­че инкубационный период у линейной ржавчины пшеницы, желтой ржавчины ячменя, ржавчины льна и фасоли и т. д. А это увеличивает число генераций гриба и повышает интенсивность поражения. В условиях интенсивного освещения у этого патоге­на возрастает плодовитость

Некоторые заболевания наиболее активно развиваются при недостаточном освещении, вызывающем ослабление растений и снижение их устойчивости к болезням (возбудителям разного рода гнилей, особенно овощных культур).

Продолжительность осве­щения и растения. Ритм сол­нечной радиации (чередова­ние светлой и темной части суток) является наиболее устойчивым и повторяющимся из года в год фактором внешней среды. В результате многолетних исследований физиологами ус­тановлена зависимость перехода растений к генеративному раз­витию от определенного соотношения длины дня и ночи. В свя­зи с этим культуры по фотопериодической реакции можно клас­сифицировать по группам: короткого дня, развитие которых задерживается при продол­жительности дня больше 10ч. Короткий день способствует закладке цветков, а длинный день препятствует этому. К таким культурам относятся соя, рис, просо, сорго, кукуруза и др.;

длинного дня до 12-13час., требующие для своего развития продолжитель­ного освещения. Их развитие ускоряется, когда продолжитель­ность дня составляет около 20 ч. К этим культурам относятся рожь, овес, пшеница, лен, горох, шпинат, клевер и др.;

нейтральные по отношению к длине дня , развитие которых не зависит от продолжительности дня, например томат, гречиха, бобовые, ревень.

Установлено, что для начала цветения растений необходимо преобладание в лучистом потоке определенного спектрального состава. Растения короткого дня быстрее развиваются, когда максимум излучения приходится на сине-фиолетовые лучи, а растения длинного дня - на красные. Продолжительность светлой части суток (астрономическая длина дня) зависит от времени года и географической широты. На экваторе продолжительность дня в течение всего года равна 12 ч ± 30 мин. При продвижении от экватора к полюсам после весеннего равноденствия (21.03) длина дня увеличивается к се­веру и уменьшается к югу. После осеннего равноденствия (23.09) распределение продолжительности дня обратное. В Северном полушарии на 22.06 приходится самый длинный день, продолжительность которого севернее Полярного круга 24 ч. Самый короткий день в Северном полушарии 22.12, а за Полярным кру­гом в зимние месяцы Солнце вообще не поднимается над гори­зонтом. В средних же широтах, например в Москве, продолжи­тельность дня в течение года меняется от 7 до 17,5 ч.

2. Виды солнечной радиации.

Солнечная радиация состоит из трех составляющих: прямой солнечной радиации, рассеянной и суммарной.

ПРЯМАЯ СОЛНЕЧНАЯ РАДИАЦИЯ S – радиация, поступающая от Солнца в атмосферу и затем на земную поверхность в виде пучка параллельных лучей. Ее интенсивность измеряется в калориях на см2 в минуту. Она зависит от высоты солнца и состояния атмосферы (облачность, пыль, водяной пар). Годовая сумма прямой солнечной радиации на горизонтальную поверхность территории Ставропольского края составляет 65-76 ккал/ см2/мин. На уровне моря при высоком положении Солнца (лето, полдень) и хорошей прозрачности прямая солнечная радиация составляет 1,5 ккал/ см2/мин. Это коротковолновая часть спектра. При прохождении потока прямой солнечной радиации через атмосферу происходит его ослабление, вызванное поглощением (около 15 %) и рассеянием (около 25 %) энергии газами, аэрозо­лями, облаками.

Поток прямой солнечной радиации, падающий на горизонтальную поверхность называют инсоляцией S = S sin ho – вертикальная составляющая прямой солнечной радиации.

S – количество тепла, получаемого перпендикулярной к лучу поверхностью,

ho – высота Солнца, т. е. угол, образованный солнечным лучом с горизонтальной поверхностью.

На границе атмосферы интенсивность солнечной радиации составляет So = 1,98 ккал/ см2/мин. – по международному соглашению 1958г. И называется солнечной постоянной. Такой бы она была у поверхности, если бы атмосфера была абсолютно прозрачной.

Рис. 2.1. Путь солнечного луча в атмосфере при разной высоте Солнца

РАССЕЯНАЯ РАДИАЦИЯ D – часть солнечной радиации в результате рассеяния атмосферой уходит обратно в космос, но значительная ее часть поступает на Землю в виде рассеянной радиации. Максимум рассеянной радиации + 1 ккал/ см2/мин. Отмечается при чистом небе, если на нем высокие облака. При пасмурном небе спектр рассеянной радиации сходен с солнечным. Это коротковолновая часть спектра. Длина волны 0,17-4мк.

СУММАРНАЯ РАДИАЦИЯ Q - состоит из рассеянной и прямой радиации на горизонтальную поверхность. Q = S + D .

Соотношение между прямой и рассеянной радиацией в со­ставе суммарной радиации зависит от высоты Солнца, облачно­сти и загрязненности атмосферы, высоты поверхности над уров­нем моря. С увеличением высоты Солнца доля рассеянной ра­диации при безоблачном небе уменьшается. Чем прозрачнее ат­мосфера и чем выше Солнце, тем меньше доля рассеянной радиации. При сплошной плотной облачности суммарная ради­ация полностью состоит из рассеянной радиации. Зимой вслед­ствие отражения радиации от снежного покрова и ее вторичного рассеяния в атмосфере доля рассеянной радиации в составе сум­марной заметно увеличивается.

Свет и тепло, получаемые растениями от Солнца, - результат действия суммарной солнечной радиации. Поэтому большое значение для сельского хозяйства имеют данные о суммах ради­ации, получаемых поверхностью за сутки, месяц, вегетационный период, год.

Отраженная солнечная радиация. Альбедо . Суммарная радиа­ция, дошедшая до земной поверхности, частично отражаясь от нее, создает отраженную солнечную радиацию (RK), направленную от земной поверхности в атмосферу. Значение отраженной ра­диации в значительной степени зависит от свойств и состояния отражающей поверхности: цвета, шероховатости, влажности и др. Отражательную способность любой поверхности можно ха­рактеризовать величиной ее альбедо (Ак), под которым понимают отношение отраженной солнечной радиации к суммарной. Аль­бедо обычно выражают в процентах:

Наблюдения показывают, что альбедо различных поверхнос­тей изменяется в сравнительно узких пределах (10...30 %), ис­ключение составляют снег и вода.

Альбедо зависит от влажности почвы, с возрастанием которой оно уменьшается, что имеет важное значение в процессе измене­ния теплового режима орошаемых полей. Вследствие уменьше­ния альбедо при увлажнении почвы увеличивается поглощаемая радиация. Альбедо различных поверхностей имеет хорошо выра­женный дневной и годовой ход, обусловленный зависимостью альбедо от высоты Солнца. Наименьшее значение альбедо на­блюдают в околополуденные часы, а в течение года - летом.

Собственное излучение Земли и встречное излучение атмосфе­ры. Эффективное излучение. Земная поверхность как физическое тело, имеющее температуру выше абсолютного нуля (-273 °С), является источником излучения, которое называют собственным излучением Земли (Е3). Оно направлено в атмосферу и почти пол­ностью поглощается водяным паром, капельками воды и угле­кислым газом, содержащимися в воздухе. Излучение Земли за­висит от температуры ее поверхности.

Атмосфера, поглощая небольшое количество солнечной ра­диации и практически всю энергию, излучаемую земной поверх­ностью, нагревается и, в свою очередь, также излучает энергию. Около 30 % атмосферной радиации уходит в космическое про­странство, а около 70 % приходит к поверхности Земли и назы­вается встречным излучением атмосферы (Еа).

Количество энергии, излучаемое атмосферой, прямо пропор­ционально ее температуре, содержанию углекислого газа, озона и облачности.

Поверхность Земли поглощает это встречное излучение по­чти целиком (на 90...99 %). Таким образом, оно является для земной поверхности важным источником тепла в дополнение к поглощаемой солнечной радиации. Это влияние атмосферы на тепловой режим Земли называют парниковым или оранжерейным эффектом вследствие внешней аналогии с действием стекол в парниках и оранжереях. Стекло хорошо пропускает солнечные лучи, нагревающие почву и растения, но задерживает тепловое излучение нагревшейся почвы и растений.

Разность между собственным излучением поверхности Земли и встречным излучением атмосферы называют эффективным из­лучением: Еэф.

Еэф= Е3-Еа

В ясные и малооблачные ночи эффективное излучение гораз­до больше, чем в пасмурные, поэтому больше и ночное охлажде­ние земной поверхности. Днем оно перекрывается поглощенной суммарной радиацией, вследствие чего температура поверхности повышается. При этом растет и эффективное излучение. Земная поверхность в средних широтах теряет за счет эффективного из­лучения 70...140 Вт/м2, что составляет примерно половину того количества тепла, которое она получает от поглощения солнеч­ной радиации.

3. Спектральный состав радиации.

Солнце, как источник излучения, обладает многообразием испускаемых волн. Потоки лучистой энергии по длине волн условно делят на ко­ротковолновую (X < 4 мкм) и длинноволновую (А. > 4 мкм) радиа­цию. Спектр солнечной радиации на границе земной атмосферы практически заключается между длинами волн 0,17 и 4 мкм, а земного и атмосферного излучения - от 4 до 120 мкм. Следова­тельно, потоки солнечного излучения (S, D, RK) относятся к ко­ротковолновой радиации, а излучение Земли (£3) и атмосферы (Еа) - к длинноволновой.

Спектр солнечной радиации можно разделить на три каче­ственно различные части: ультрафиолетовую (Y < 0,40 мкм), ви­димую (0,40 мкм < Y < 0,75 мкм) и инфракрасную (0,76 мкм < Y < 4 мкм). До ультрафиолетовой части спектра сол­нечной радиации лежит рентгеновское излучение, а за инфра­красной - радиоизлучение Солнца. На верхней границе атмос­феры на ультрафиолетовую часть спектра приходится около 7 % энергии солнечного излучения, 46 - на видимую и 47 % - на инфракрасную.

Радиацию, излучаемую Землей и атмосферой, называют даль­ней инфракрасной радиацией.

Биологическое действие разных видов радиации на растения различно. Ультрафиолетовая радиация замедляет ростовые про­цессы, но ускоряет прохождение этапов формирования репро­дуктивных органов у растений.

Значение инфракрасной радиации , которая активно поглощается водой листьев и стеблей растений, состоит в ее теп­ловом эффекте, что существенно влияет на рост и развитие рас­тений.

Дальняя инфракрасная радиация производит лишь тепловое действие на растения. Ее влияние на рост и развитие растений несущественно.

Видимая часть солнечного спектра , во-первых, создает осве­щенность. Во-вторых, с областью видимой радиации почти со­впадает (захватывая частично область ультрафиолетовой радиа­ции) так называемая физиологическая радиация (А, = = 0,35...0,75 мкм), которая поглощается пигментами листа. Ее энергия имеет важное регуляторно-энергетическое значение в жизни растений. В пределах этого участка спектра выделяется область фотосинтетически активной радиации.

4. Поглощение и рассеивание радиации в атмосфере.

Проходя через земную атмосферу, солнечная радиация ослабляется вследствие поглощения и рассеяния атмосферными газами и аэрозолями . При этом изменяется и ее спектральный состав. При различной высоте солнца и различной высоте пункта наблюдений над земной поверхностью длина пути, проходимого солнечным лучом в атмосфере, неодинакова. При уменьшении высоты особенно сильно уменьшается ультрафиолетовая часть радиации, несколько меньше – видимая и лишь незначительно – инфракрасная.

Рассеяние радиации в атмосфере происходит главным образом в результате непрерывных колебаний (флуктаций) плотности воздуха в каждой точке атмосферы, вызванных образованием и разрушением некоторых «скоплений» (сгустков) молекул атмосферного газа. Солнечную радиацию рассеивают также частицы аэрозоля. Интенсивность рассеяния характеризуется коэффициентом рассеяния.

К= добавить формулу.

Интенсивность рассеяния зависит от количеств рассеивающих частиц в единице объема, от их размера и природы, а также от длин волн самой рассеиваемой радиации.

Лучи рассеиваются тем сильнее, чем меньше длина волны. Например фиолетовые лучи рассеиваются в 14 раз сильнее красных, этим объясняется голубой цвет неба. Как отмечалось выше (см. разд. 2.2), прямая солнечная ради­ация, проходя через атмосферу, частично рассеивается. В чис­том и сухом воздухе интенсивность коэффициента молекуляр­ного рассеяния подчиняется закону Релея:

к= с/ Y 4 ,

где С - коэффициент, зависящий от числа молекул газа в единице объема; X - длина рассеиваемой волны.

Поскольку длина дальних волн красного света почти вдвое больше длины волн фиолетового света, первые рассеиваются молекулами воздуха в 14 раз меньше, чем вторые. Так как перво­начальная энергия (до рассеяния) фиолетовых лучей меньше, чем синих и голубых, то максимум энергии в рассеянном свете (рассеянной солнечной радиации) смещается на сине-голубые лучи, что и обусловливает голубой цвет неба. Таким образом, рассеянная радиация более богата фотосинтетически активными лучами, чем прямая.

В воздухе, содержащем примеси (мелкие капельки воды, кри­сталлики льда, пылинки и т. д.), рассеяние одинаково для всех участков видимой радиации. Поэтому небо приобретает белесо­ватый оттенок (появляется дымка). Облачные же элементы (крупные капельки и кристаллики) вообще не рассеивают сол­нечные лучи, а диффузно их отражают. В результате облака, ос­вещенные Солнцем, имеют белый цвет.

5. ФАР (фотосинтетическиактивная радиация)

Фотосинтетически активная радиация. В процессе фотосинте­за используется не весь спектр солнечной радиации, а только его

часть, находящаяся в интервале длин волн 0,38...0,71 мкм, - фо­тосинтетически активная радиация (ФАР).

Известно, что видимая радиация, воспринимаемая глазом че­ловека как белый цвет, состоит из цветных лучей: красных, оранжевых, желтых, зеленых, голубых, синих и фиолетовых.

Усвоение энергии солнечной радиации листьями растений селективно (избирательно). Наиболее интенсивно листья погло­щают сине-фиолетовые (X = 0,48...0,40 мкм) и оранжево-крас­ные (X = 0,68 мкм) лучи, менее - желто-зеленые (А. = 0,58...0,50 мкм) и дальние красные (А. > 0,69 мкм) лучи.

У земной поверхности максимум энергии в спектре прямой солнечной радиации, когда Солнце находится высоко, прихо­дится на область желто-зеленых лучей (диск Солнца желтый). Когда же Солнце располагается у горизонта, максимальную энергию имеют дальние красные лучи (солнечный диск крас­ный). Поэтому энергия прямого солнечного света мало участву­ет в процессе фотосинтеза.

Так как ФАР является одним из важнейших факторов про­дуктивности сельскохозяйственных растений, информация о ко­личестве поступающей ФАР, учет ее распределения по террито­рии и во времени имеют большое практическое значение.

Интенсивность ФАР можно измерить, но для этого необходимы специальные светофильтры, пропускающие только волны в диапазоне 0,38...0,71 мкм. Такие приборы есть, но на сети актинометрических станций их не применяют, а измеряют интен­сивность интегрального спектра солнечной радиации. Значение ФАР можно рассчитать по данным о приходе прямой, рассеян­ной или суммарной радиации с помощью коэффициентов, пред­ложенных, X. Г. Тоомингом и:

Qфар = 0,43 S " +0,57 D);

составлены карты распределения месячных и годовых сумм Фар на территории России.

Для характеристики степени использования посевами ФАР применяют коэффициент полезного использования ФАР:

КПИфар= (сумма Q / фар/сумма Q / фар) 100%,

где сумма Q / фар - сумма ФАР, затрачиваемая на фотосинтез за период вегетации расте­ний; сумма Q / фар - сумма ФАР, поступающая на посевы за этот период;

Посевы по их средним значениям КПИФАр разделяют на группы (по): обычно наблюдаемые - 0,5...1,5 %; хорошие-1,5...3,0; рекордные - 3,5...5,0; теорети­чески возможные - 6,0...8,0 %.

6. РАДИАЦИОННЫЙ БАЛАНС ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Разность между приходящими и уходящими потоками лучис­той энергии называют радиационным балансом земной поверхнос­ти (В).

Приходная часть радиационного баланса земной поверхности днем состоит из прямой солнечной и рассеянной радиации, а также излучения атмосферы. Расходной частью баланса являют­ся излучение земной поверхности и отраженная солнечная ра­диация:

B = S / + D + Ea - Е3- Rk

Уравнение можно записать и в другом виде: B = Q - RK - Еэф.

Для ночного времени уравнение радиационного баланса име­ет следующий вид:

В = Еа - Е3, или В = -Еэф.

Если приход радиации больше, чем расход, то радиационный баланс положительный и деятельная поверхность* нагревается. При отрицательном балансе она охлаждается. Летом радиацион­ный баланс днем положительный, а ночью - отрицательный. Переход через ноль происходит утром примерно через 1 ч после восхода Солнца, а вечером за 1...2 ч до захода Солнца.

Годовой радиационный баланс в районах, где устанавливает­ся устойчивый снежный покров, в холодное время года имеет отрицательные значения, в теплое - положительные.

Радиационный баланс земной поверхности существенно вли­яет на распределение температуры в почве и приземном слое ат­мосферы, а также на процессы испарения и снеготаяния, обра­зование туманов и заморозков, изменение свойств воздушных масс (их трансформацию).

Знание радиационного режима сельскохозяйственных угодий позволяет рассчитывать количество радиации, поглощенной по­севами и почвой в зависимости от высоты Солнца, структуры посева, фазы развития растений. Данные о режиме необходимы и для оценки разных приемов регулирования температуры и влажности почвы, испарения, от которых зависят рост и разви­тие растений, формирование урожая, его количество и качество.

Эффективными агрономическими приемами воздействия на радиационный, а следовательно, и на тепловой режим деятель­ной поверхности является мульчирование (покрытие почвы тон­ким слоем торфяной крошки, перепревшим навозом, древесны­ми опилками и др.), укрытие почвы полиэтиленовой пленкой, орошение. Все это изменяет отражательную и поглощательную способность деятельной поверхности.

* Деятельная поверхность - поверхность почвы, воды или растительности, которая непосредственно поглощает солнечную и атмосферную радиацию и отда­ет излучение в атмосферу, чем регулирует термический режим прилегающих слоев воздуха и нижележащих слоев почвы, воды, растительности.

Лучистая энергия Солнца - практически единственный источник тепла для поверхности Земли и ее атмосферы. Радиация, поступающая от звезд и Луны, в 30?10 6 раз меньше, чем солнечная радиация. Поток тепла из глубин Земли к поверхности в 5000 раз меньше тепла, получаемого от Солнца.

Часть солнечной радиации представляет собой видимый свет. Тем самым Солнце является для Земли источником не только тепла, но и света, важного для жизни на нашей планете.

Лучистая энергия Солнца превращается в тепло частично в самой атмосфере, но главным образом на земной поверхности, где она идет на нагревание верхних слоев почвы и воды, а от них – и воздуха. Нагретая земная поверхность и нагретая атмосфера в свою очередь излучают невидимую инфракрасную радиацию. Отдавая радиацию в мировое пространство, земная поверхность и атмосфера охлаждаются.

Опыт показывает, что средние годовые температуры земной поверхности и атмосферы в любой точке Земли мало меняются от года к году. Если рассматривать температурные условия на Земле за длительные многолетние промежутки времени, то можно принять гипотезу, что Земля находится в тепловом равновесии: приход тепла от Солнца уравновешивается его потерей в космическое пространство. Но так как Земля (с атмосферой) получает тепло, поглощая солнечную радиацию, и теряет тепло путем собственного излучения, то гипотеза о тепловом равновесии означает одновременно, что Земля находится и в лучистом равновесии: приток коротковолновой радиации к ней уравновешивается отдачей длинноволновой радиации в мировое пространство.

Прямая солнечная радиация

Радиацию, приходящую к земной поверхности непосредственно от диска Солнца, называют прямой солнечной радиацией . Солнечная радиация распространяется от Солнца по всем направлениям. Но расстояние от Земли до Солнца так велико, что прямая радиация падает на любую поверхность на Земле в виде пучка параллельных лучей, исходящего как бы из бесконечности. Даже весь земной шар в целом так мал в сравнении с расстоянием до Солнца, что всю солнечную радиацию, падающую на него, без заметной погрешности можно считать пучком параллельных лучей.

Легко понять, что максимально возможное в данных условиях количество радиации получает единица площади, расположенная перпендикулярно к солнечным лучам. На единицу горизонтальной площади придется меньшее количество лучистой энергии. Основное уравнение расчета прямой солнечной радиации производится по углу падения солнечных лучей, точнее, по высоте стояния Солнца (h ): S" = S · sinh ; где S" – солнечная радиация, поступающая на горизонтальную поверхность, S – прямая солнечная радиация при параллельных лучах.

Поток прямой солнечной радиации на горизонтальную поверхность называют инсоляцией.

Изменения солнечной радиации в атмосфере и на земной поверхности

Около 30% падающей на Землю прямой солнечной радиации отражается назад в космическое пространство. Остальные 70% поступают в атмосферу. Проходя сквозь атмосферу, солнечная радиация частично рассеивается атмосферными газами и аэрозолями и переходит в особую форму рассеянной радиации. Частично прямая солнечная радиация поглощается атмосферными газами и примесями и переходит в теплоту, т.е. идет на нагревание атмосферы.

Нерассеянная и непоглощенная в атмосфере прямая солнечная радиация достигает земной поверхности. Небольшая ее доля отражается от нее, а большая часть радиации поглощается земной поверхностью, в результате чего земная поверхность нагревается. Часть рассеянной радиации также достигает земной поверхности, частично от нее отражается и частично ею поглощается. Другая часть рассеянной радиации уходит вверх, в межпланетное пространство.

В результате поглощения и рассеяния радиации в атмосфере прямая радиация, дошедшая до земной поверхности, отличается от той, которая пришла на границу атмосферы. Поток солнечной радиации уменьшается, и спектральный состав ее изменяется, так как лучи разных длин волн поглощаются и рассеиваются в атмосфере по-разному.

В лучшем случае, т.е. при наиболее высоком стоянии Солнца и при достаточной чистоте воздуха, можно наблюдать на поверхности Земли поток прямой радиации около 1,05 кВт/м 2 . В горах на высотах 4–5 км наблюдались потоки радиации до 1,2 кВт/м 2 и более. По мере приближения Солнца к горизонту и увеличения толщи воздуха, проходимой солнечными лучами, поток прямой радиации все более убывает.

В атмосфере поглощается около 23% прямой солнечной радиации. Причем поглощение это избирательное: разные газы поглощают радиацию в разных участках спектра и в разной степени.

Азот поглощает радиацию только очень малых длин волн в ультрафиолетовой части спектра. Энергия солнечной радиации в этом участке спектра совершенно ничтожна, поэтому поглощение азотом практически не отражается на потоке солнечной радиации. В несколько большей степени, но все же очень мало поглощает солнечную радиацию кислород – в двух узких участках видимой части спектра и в ультрафиолетовой его части.

Более сильным поглотителем солнечной радиации является озон. Он поглощает ультрафиоле-товую и видимую солнечную радиацию. Несмотря на то, что его содержание в воздухе очень мало, он настолько сильно поглощает ультрафиолетовую радиацию в верхних слоях атмосферы, что в солнечном спектре у земной поверхности волны короче 0,29 мкм вообще не наблюдаются. Общее поглощение солнечной радиации озоном достигает 3% прямой солнечной радиации.

Сильно поглощает радиацию в инфракрасной области спектра диоксид углерода (углекислый газ), но его содержание в атмосфере пока мало, поэтому поглощение им прямой солнечной радиации в общем невелико. Из газов основным поглотителем радиации в атмосфере является водяной пар, сосредоточенный в тропосфере и особенно в нижней ее части. Из общего потока солнечной радиации водяной пар поглощает радиацию в интервалах длин волн, находящихся в видимой и ближней инфракрасной областях спектра. Поглощают солнечную радиацию также облака и атмосферные примеси, т.е. аэрозольные частицы, взвешенные в атмосфере. В целом на поглощение водяным паром и на аэрозольное поглощение приходится около 15%, а 5% поглощаются облаками.

В каждом отдельном месте поглощение изменяется с течением времени в зависимости как от переменного содержания в воздухе поглощающих субстанций, главным образом водяного пара, облаков и пыли, так и от высоты Солнца над горизонтом, т.е. от толщины слоя воздуха, проходимого лучами на пути к Земле.

Прямая солнечная радиация на пути сквозь атмосферу ослабляется не только поглощением, но и путем рассеяния, причем ослабляется более значительно. Рассеяние – это фундаментальное физическое явление взаимодействия света с веществом. Оно может происходить на всех длинах волн электромагнитного спектра в зависимости от отношения размера рассеивающих частиц к длине волны падающего излучения, При рассеянии частица, находящаяся на пути распростра-нения электромагнитной волны, непрерывно «извлекает» энергию из падающей волны и переизлучает ее по всем направлениям. Таким образом, частицу можно рассматривать как точечный источник рассеянной энергии. Рассеянием называется преобразование части прямой солнечной радиации, которая до рассеяния распространяется в виде параллельных лучей в определенном направлении, в радиацию, идущую по всем направлениям. Рассеяние происходит в оптически неоднородном атмосферном воздухе, содержащем мельчайшие частицы жидких и твердых примесей – капли, кристаллы, мельчайшие аэрозоли, т.е. в среде, где показатель преломления изменяется от точки к точке. Но оптически неоднородной средой является и чистый, свободный от примесей воздух, так как в нем вследствие теплового движения молекул постоянно возникают сгущения и разрежения, колебания плотности. Встречаясь с молекулами и примесями в атмосфере, солнечные лучи теряют прямолинейное направление распространения, рассеиваются. Радиация распространяется от рассеивающих частиц таким образом, как если бы они сами были излучателями.

По законам рассеивания, в частности, по закону Релея, спектральный состав рассеянной радиации отличается от спектрального состава прямой. Закон Релея гласит, что рассеивание лучей обратно пропорционально 4-й степени длины волны:

S ? = 32? 3 (m -1) / 3n? 4

где S ? – коэфф. рассеивания; m – коэффициент преломления в газе; n – число молекул в единице объема; ? – длина волны.

Около 26% энергии общего потока солнечной радиации превращается в атмосфере в рассеянную радиацию. Около 2/3 рассеянной радиации приходит затем к земной поверхности. Но это будет уже особый вид радиации, существенно отличный от прямой радиации. Во-первых, рассеянная радиация приходит к земной поверхности не от солнечного диска, а от всего небесного свода. Поэтому необходимо измерять ее поток на горизонтальную поверхность. Она также измеряется в Вт/м 2 (или кВт/м 2).

Во-вторых, рассеянная радиация отлична от прямой по спектральному составу, так как лучи различных длин волн рассеиваются в разной степени. В спектре рассеянной радиации соотноше-ние энергии разных длин волн по сравнению со спектром прямой радиации изменено в пользу более коротковолновых лучей. Чем меньше размеры рассеивающих частиц, тем сильнее рассеиваются коротковолновые лучи в сравнении с длинноволновыми.

Явления, связанные с рассеянием радиации

С рассеянием радиации связаны такие явления, как голубой цвет неба, сумерки и заря, а также видимость. Голубой цвет неба – это цвет самого воздуха, обусловленный рассеянием в нем сол-нечных лучей. Воздух прозрачен в тонком слое, как прозрачна в тонком слое вода. Но в мощной толще атмосферы воздух имеет голубой цвет подобно тому, как вода уже в сравнительно малой толще (несколько метров) имеет зеленоватый цвет. Так как молекулярное рассеяние света происходит обратно пропорционально? 4 , то в спектре рассеянного света, посылаемого небесным сводом, максимум энергии смещен на голубой цвет. С высотой, по мере уменьшения плотности воздуха, т.е. количества рассеивающих частиц, цвет неба становится темнее и переходит в густо-синий, а в стратосфере – в черно-фиолетовый. Чем больше в воздухе примесей более крупных размеров, чем молекулы воздуха, тем больше доля длинноволновых лучей в спектре солнечной радиации и тем белесоватее становится окраска небесного свода. Когда диаметр частиц тумана, облаков и аэрозолей становится более 1–2 мкм, то лучи всех длин волн уже не рассеиваются, а одинаково диффузно отражаются; поэтому отдаленные предметы при тумане и пыльной мгле заволакиваются уже не голубой, а белой или серой завесой. Поэтому же облака, на которые падает солнечный (т.е. белый) свет, кажутся белыми.

Рассеяние солнечной радиации в атмосфере имеет огромное практическое значение, так как создает рассеянный свет в дневное время. В отсутствие атмосферы на Земле было бы светло только там, куда попадали бы прямые солнечные лучи или солнечные лучи, отраженные земной поверхностью и предметами на ней. Вследствие же рассеянного света вся атмосфера днем служит источником освещения: днем светло также и там, куда солнечные лучи непосредственно не падают, и даже тогда, когда солнце скрыто облаками.

После захода Солнца вечером темнота наступает не сразу. Небо, особенно в той части горизонта, где зашло Солнце, остается светлым и посылает к земной поверхности постепенно убывающую рассеянную радиацию. Аналогично утром еще до восхода Солнца небо светлеет больше всего в стороне восхода и посылает к земле рассеянный свет. Это явление неполной темноты носит название сумерек – вечерних и утренних. Причиной его является освещение Солнцем, находящимся под горизонтом, высоких слоев атмосферы и рассеяние ими солнечного света.

Так называемые астрономические сумерки продолжаются вечером до тех пор, пока Солнце не зайдет за горизонт на 18 о; к этому моменту становится настолько темно, что различимы самые слабые звезды. Астрономические утренние сумерки начинаются с момента, когда солнце имеет такое же положение под горизонтом. Первая часть вечерних астрономических сумерек или последняя часть утренних, когда солнце находится под горизонтом не ниже 8°, носит название гражданских сумерек. Продолжительность астрономических сумерек изменяется в зависимости от широты и времени года. В средних широтах она от 1,5 до 2 ч, в тропиках меньше, на экваторе немногим дольше одного часа.

В высоких широтах летом солнце может не опускаться под горизонт вовсе или опускаться очень неглубоко. Если солнце опускается под горизонт менее чем на 18 о, то полной темноты вообще не наступает и вечерние сумерки сливаются с утренними. Это явление называют белыми ночами.

Сумерки сопровождаются красивыми, иногда очень эффектными изменениями окраски небесного свода в стороне Солнца. Эти изменения начинаются еще до захода и продолжаются после восхода Солнца. Они имеют довольно закономерный характер и носят название зари. Характерные цвета зари – пурпурный и желтый. Но интенсивность и разнообразие цветовых оттенков зари изменяются в широких пределах в зависимости от содержания аэрозольных примесей в воздухе. Разнообразны и тона освещения облаков в сумерках.

В части небосвода, противоположной солнцу, наблюдается противо-заря, также со сменой цветовых тонов, с преобладанием пурпурных и пурпурно-фиолетовых. После захода Солнца в этой части небосвода появляется тень Земли: все более растущий в высоту и в стороны серовато-голубой сегмент. Явления зари объясняются рассеянием света мельчайшими частицами атмосферных аэрозолей и дифракцией света на более крупных частицах.

Отдаленные предметы видны хуже, чем близкие, и не только потому, что уменьшаются их видимые размеры. Даже и очень большие предметы на том или ином расстоянии от наблюдателя становятся плохо различимыми вследствие мутности атмосферы, сквозь которую они видны. Эта мутность обусловлена рассеянием света в атмосфере. Понятно, что она увеличивается при возрастании аэрозольных примесей в воздухе.

Для многих практических целей очень важно знать, на каком расстоянии перестают различаться очертания предметов за воздушной завесой. Расстояние, на котором в атмосфере перестают различаться очертания предметов, называется дальностью видимости, или просто видимостью. Дальность видимости чаще всего определяется на глаз по определенным, заранее выбранным объектам (темным на фоне неба), расстояние до которых известно. Имеется также и ряд фотометрических приборов для определения видимости.

В очень чистом воздухе, например арктического происхождения, дальность видимости может достигать сотен километров, так как ослабление света от предметов в таком воздухе происходит за счет рассеяния преимущественно на молекулах воздуха. В воздухе, содержащем много пыли или продуктов конденсации, дальность видимости может понижаться до нескольких километров и даже метров. Так, при слабом тумане дальность видимости составляет 500–1000 м, а при сильном тумане или сильной песчаной бурс может снижаться до десятков и даже нескольких метров.

Суммарная радиация, отражение солнечной радиации, поглощенная радиация, ФАР, альбедо Земли

Всю солнечную радиацию, приходящую к земной поверхности – прямую и рассеянную – называют суммарной радиацией. Таким образом, суммарная радиация

Q = S * sin h + D ,

где S – энергетическая освещенность прямой радиацией,

D – энергетическая освещенность рассеянной радиацией,

h – высота стояния Солнца.

При безоблачном небе суммарная радиация имеет суточный ход с максимумом около полудня и годовой ход с максимумом летом. Частичная облачность, не закрывающая солнечный диск, увеличивает суммарную радиацию по сравнению с безоблачным небом; полная облачность, напротив, ее уменьшает. В среднем облачность уменьшает суммарную радиацию. Поэтому летом приход суммарной радиации в дополуденные часы в среднем больше, чем в послеполуденные. По той же причине в первую половину года он больше, чем во вторую.

С.П. Хромов и А.М. Петросянц приводят полуденные значения суммарной радиации в летние месяцы под Москвой при безоблачном небе: в среднем 0,78 кВт/м 2 , при Солнце и облаках – 0,80, при сплошной облачности – 0,26 кВт/м 2 .

Падая на земную поверхность, суммарная радиация в большей своей части поглощается в верхнем тонком слое почвы или в более толстом слое воды и переходит в тепло, а частично отражается. Величина отражения солнечной радиации земной поверхностью зависит от характера этой поверхности. Отношение количества отраженной радиации к общему количеству радиации, падающей на данную поверхность, называется альбедо поверхности. Это отношение выражается в процентах.

Итак, из общего потока суммарной радиации (S sin h + D ) от земной поверхности отражается часть его (S · sin h + D )А, где А – альбедо поверхности. Остальная часть суммарной радиации (S · sin h + D ) (1 – А ) поглощается земной поверхностью и идет на нагревание верхних слоев почвы и воды. Эту часть называют поглощенной радиацией.

Альбедо поверхности почвы меняется в пределах 10–30%; у влажного чернозема оно снижается до 5%, а у сухого светлого песка может повышаться до 40%. С возрастанием влажности почвы альбедо снижается. Альбедо растительного покрова – леса, луга, поля – составляет 10–25%. Альбедо поверхности свежевыпавшего снега – 80–90%, давно лежащего снега – около 50% и ниже. Альбедо гладкой водной поверхности для прямой радиации меняется от нескольких процентов (если Солнце высоко) до 70% (если низко); оно зависит также от волнения. Для рассеянной радиации альбедо водных поверхностей равно 5–10%. В среднем альбедо поверхности Мирового океана составляет 5–20%. Альбедо верхней поверхности облаков – от нескольких процентов до 70–80% в зависимости от типа и мощности облачного покрова – в среднем 50–60% (С.П. Хромов, М.А. Петросянц, 2004).

Приведенные цифры относятся к отражению солнечной радиации не только видимой, но и во всем ее спектре. Фотометрическими средствами измеряют альбедо только для видимой радиации, которое, конечно, может несколько отличаться от альбедо для всего потока радиации.

Преобладающая часть радиации, отраженной земной поверхностью и верхней поверхностью облаков, уходит за пределы атмосферы в мировое пространство. Также уходит в мировое пространство часть (около одной трети) рассеянной радиации.

Отношение уходящей в космос отраженной и рассеянной солнечной радиации к общему количеству солнечной радиации, поступающей к атмосфере, носит название планетарного альбедо Земли, или простоальбедо Земли .

В целом планетарное альбедо Земли оценивается в 31%. Основную часть планетарного альбедо Земли составляет отражение солнечной радиации облаками.

Часть прямой и отраженной радиации участвует в процессе фотосинтеза растений, поэтому ее называютфотосинтетически активной радиацией (ФАР). ФАР – часть коротковолновой радиации (от 380 до 710 нм), наиболее активная в отношении фотосинтеза и продукционного процесса растений, представлена как прямой, так и рассеянной радиацией.

Растения способны потреблять прямую солнечную радиацию и отраженную от небесных и земных объектов в области длин волн от 380 до 710 нм. Поток фотосинтетически активной радиации составляет примерно половину солнечного потока, т.е. половину суммарной радиации, причем практически вне зависимости от метеоусловий и местоположения. Хотя, если для условий Европы характерно именно значение 0,5, то для условий Израиля оно несколько больше (около 0,52). Однако нельзя сказать, что растения одинаково используют ФАР на протяжении своей жизни и в различных условиях. Эффективность использования ФАР различна, поэтому были предложены показатели «коэффициент использования ФАР», который отражает эффективность использования ФАР и «КПД фитоценозов». КПД фитоценозов характеризует фотосинтетическую активность растительного покрова. Этот параметр нашел наиболее широкое применение у лесоводов для оценки лесных фитоценозов.

Необходимо подчеркнуть, что растения сами способны формировать ФАР в растительном покрове. Это достигается благодаря расположению листьев по направлению к солнечным лучам, поворотам листьев, распределением листьев разного размера и угла наклона на разных уровнях фитоценозов, т.е. с помощью так называемой архитектуры растительного покрова. В растительном покрове солнечные лучи многократно преломляются, отражаются от листовой поверхности, тем самым формируя свой внутренний радиационный режим.

Рассеянная внутри растительного покрова радиация имеет такое же фотосинтетическое значение, как и поступающая на поверхность растительного покрова прямая и рассеянная.

Излучение земной поверхности

Верхние слои почвы и воды, снежный покров и растительность сами излучают длинноволновую радиацию; эту земную радиацию чаще называют собственным излучением земной поверхности.

Собственное излучение можно рассчитать, зная абсолютную температуру земной поверхности. По закону Стефана – Больцмана, принимая во внимание, что Земля не абсолютно черное тело и вводя поэтому коэффициент? (обычно равный 0,95), излучение земли Е определяют по формуле

Е s = ??Т 4 ,

где? – постоянная Стефана – Больцмана, Т – температура, К.

При 288 К, Е s = 3,73 10 2 Вт/м 2 . Столь большая отдача радиации с земной поверхности приводила бы к быстрому ее охлаждению, если бы этому не препятствовал обратный процесс - поглощение солнечной и атмосферной радиации земной поверхностью. Абсолютные температуры земной поверхности заключаются между 190 и 350 К. При таких температурах испускаемая радиация практически имеет длины волн в пределах 4–120 мкм, а максимум ее энергии приходится на 10–15 мкм. Следовательно, вся эта радиация инфракрасная, не воспринимаемая глазом.

Встречное излучение или противоизлучение

Атмосфера нагревается, поглощая как солнечную радиацию (хотя в сравнительно небольшой доле, около 15% всего ее количества, приходящего к Земле), так и собственное излучение земной поверхности. Кроме того, она получает тепло от земной поверхности путем теплопроводности, а также при конденсации водяного пара, испарившегося с земной поверхности. Нагретая атмосфера излучает сама. Так же как и земная поверхность, она излучает невидимую инфракрасную радиацию примерно в том же диапазоне длин волн.

Большая часть (70%) атмосферной радиации приходит к земной поверхности, остальная часть уходит в мировое пространство. Атмосферную радиацию, приходящую к земной поверхности, называют встречным излучением Е а, так как оно направлено навстречу собственному излучению земной поверхности. Земная поверхность поглощает встречное излучение почти целиком (на 95–99%). Таким образом, встречное излучение является для земной поверхности важным источником тепла в дополнение к поглощенной солнечной радиации. Встречное излучение возрастает с увеличением облачности, поскольку облака сами сильно излучают.

Основной субстанцией в атмосфере, поглощающей земное излучение и посылающей встречное излучение, является водяной пар. Он поглощает инфракрасную радиацию в большой области спектра – от 4,5 до 80 мкм, за исключением интервала между 8,5 и 12 мкм.

Оксид углерода (углекислота) сильно поглощает инфракрасную радиацию, но лишь в узкой области спектра; озон – слабее и также в узкой области спектра. Правда, поглощение углекислотой и озоном приходится на волны, энергия которых в спектре земного излучения близка к максимуму (7–15 мкм).

Встречное излучение всегда несколько меньше земного. Поэтому земная поверхность теряет тепло за счет положительной разности между собственным и встречным излучением. Разность между собственным излучением земной поверхности и встречным излучением атмосферы называют эффективным излучениемЕ е:

Е е = Е s – E a .

Эффективное излучение представляет собой чистую потерю лучистой энергии, а следовательно, и тепла с земной поверхности ночью. Собственное излучение можно определить по закону Стефана–Больцмана, зная температуру земной поверхности, а встречное излучение вычислить по приведенной выше формуле.

Эффективное излучение в ясные ночи составляет около 0,07–0,10 кВт/м 2 на равнинных станциях умеренных широт и до 0,14 кВт/м 2 на высокогорных станциях (где встречное излучение меньше). С возрастанием облачности, увеличивающей встречное излучение, эффективное излучение убывает. В облачную погоду оно гораздо меньше, чем в ясную; следовательно, меньше и ночное охлаждение земной поверхности.

Эффективное излучение, конечно, существует и в дневные часы. Но днем оно перекрывается или частично компенсируется поглощенной солнечной радиацией. Поэтому земная поверхность днем теплее, чем ночью, но и эффективное излучение днем больше.

В среднем земная поверхность в средних широтах теряет через эффективное излучение примерно половину того количества тепла, которое она получает от поглощенной радиации.

Поглощая земное излучение и посылая встречное излучение к земной поверхности, атмосфера тем самым уменьшает охлаждение последней в ночное время суток. Днем же она мало препятствует нагреванию земной поверхности солнечной радиацией. Это влияние атмосферы на тепловой режим земной поверхности носит название тепличного, или парникового, эффекта вследствие внешней аналогии с действием стекол теплицы.

Радиационный баланс земной поверхности

Разность между поглощенной радиацией и эффективным излучением называют радиационным балансом земной поверхности:

В =(S sinh + D )(1 – А ) – Е е.

В ночные часы, когда суммарная радиация отсутствует, отрицательный радиационный баланс равен эффективному излучению.

Радиационный баланс переходит от ночных отрицательных значений к дневным положительным после восхода Солнца при высоте его 10–15°. От положительных значений к отрицательным он переходит перед заходом Солнца при той же его высоте над горизонтом. При наличии снежного покрова радиационный баланс переходит к положительным значениям только при высоте Солнца около 20–25 о, так как при большом альбедо снега поглощение им суммарной радиации мало. Днем радиационный баланс растет с увеличением высоты Солнца и убывает с ее уменьшением.

Средние полуденные значения радиационного баланса в Москве летом при ясном небе, приво-димые С.П. Хромовым и М.А. Петросянцем (2004), составляют около 0,51 кВт/м 2 , зимой только 0,03 кВт/м 2 , при средних условиях облачности летом около 0,3 кВт/м 2 , а зимой близки к нулю.



Оценка статьи:
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...
Поделиться с друзьями:
Похожие публикации