Сонячне випромінювання

Джерелом теплової енергії для Землі є енергія сонячного випромінювання.Имея на поверхности температуру в 6000 град., солнце испускает сложный комплекс лучистой энергии, начиная от длинноволновой инфракрасной радиации и кончая коротковолновой ультрафиолетовой Сонячна поверхня, що має температуру 6000 ˚С, випромінює енергію в діапазоні від довгохвильової інфрачервоної радіації і до короткохвильової ультрафіолетової. Сонячне випромінювання – це інтегральний потік корпускулярних часток (протони, альфа-частинки, електрони, нейтрони, нейтрино) та електромагнітного (фотонного) випромінювання. Діапазон сонячного випромінювання Хотя полный спектр лучистой энергии варьируется от самих длинных волн (например, радиоволны с длиной от пика до пика до 1015 нм до самых коротких волн (например, космические лучи 109 нм, видимой является область от приблизительно 400-750 нм, и обычно она и называется светом Діапазон включає від найдовших хвиль (наприклад, радіохвилі з довжиною 1015 нм) до найкоротших хвиль (наприклад, космічні промені – 109 нм) (рис. 14). Розріджені зовнішні шари атмосфери Сонця поширюються на сотні мільйонів кілометрів у космічному просторі. Сонце є джерелом різних випромінювань плазми корпускулярної (електрони, протони, ядра гелію тощо) природи і електромагнітної хвильової (інфрачервоного (760 - 10000 нм), видимого (400 - 760 нм), ультрафіолетового (400 – 120 нм), м’якого рентгенівського (10 - 0,1 нм), жорсткого рентгенівського (< 0,1 нм) випромінювання). Сонячне електромагнітне випромінювання поширюється у космічному просторі зі швидкістю 300 000 км/с та досягає поверхні Землі за 8 хв, а після потужних хромосферних спалахів – зі швидкістю 1000 – 2000 км/с і досягає Землі за 2 – 3 доби.

Розрізняють пряме сонячне випромінювання, що йде безпосередньо від Сонця, та розсіяне, що відбите від поверхні різних предметів. Сума усіх видів випромінювання, що падає на горизонтальну поверхню, називається сумарним випромінюванням. Відносна частка розсіяного випромінювання у загальному потоці сонячного випромінювання із збільшенням висоти стояння Сонця зменшується. Короткохвильове випромінювання розсіюється більше, ніж довгохвильове. Інтенсивність сонячного випромінювання зростає, коли Сонце все вище піднімається над рівнем моря.

Основні електромагнітні складники сонячного випромінювання вступають у взаємодію (як фізичну, так і хімічну) з компонентами земної атмосфери, унаслідок чого розвиваються процеси планетарної атмосферної циркуляції.Солнечный свет, попадая на растения, вызывает процесс фотосинтеза, определяет рост и развитие растений; попадая на почву, превращается в тепло, нагревает её, формирует почвенный климат, давая тем самым жизненную силу находящимся в почве семенам растений, микроорганизмам и населяющим её живым существам, которые без этого тепла пребывали бы в состоянии анабиоза (спячки). Сумарний вплив процесів перенесення променистої енергії в атмосфері розподіляє температуру залежно від висоти: у нижніх шарах атмосфери при збільшенні висоти на кожні 100 м вона знижується на 0,6 °С. Такое уменьшение носит название нормального вертикального градиента температуры и имеет место в устойчивых воздушных массах.Таке зниження називається нормальним вертикальним градієнтом температури.

Однією з основних хімічних реакцій, що відбуваються в атмосфері під впливом енергії випромінювання Сонця, є утворення озону, основна маса якого зосереджена на висоті 25 км. Озон утворюється у стратосфері під впливом короткохвильового сонячного випромінювання і діє як захисний екран для згубного випромінювання у діапазоні спектра з довжиною хвиль 200 - 300 нм. Випромінювання з довжиною хвилі менше 290 нм (коротке ультрафіолетове, рентгенівське та гамма-випромінювання) повністю поглинається киснем та озоном у верхніх шарах земної атмосфери. Проте забруднення атмосфери промисловими викидами, особливо фреоном, сприяє руйнуванню озонового шару атмосфери, появі так званих “озонових дір”, через які до поверхні землі доходять небезпечні для всього живого ультрафіолетові промені. Інфрачервоне випромінювання Сонця поглинається головно водяними парами атмосфери, а також двоокисом вуглецю. Завдяки цьому поглинанню температура на поверхні Землі підтримується у допустимих межах для живих організмів.Солнечная энергия является источником общей циркуляции атмосферы и циркуляции воды в океанах. Сонячна енергія є джерелом загальної циркуляції атмосфери і циркуляції води в океанах. Сонячне випромінювання визначає ріст і розвиток рослин, формує ґрунтовий клімат, забезпечує процес фотосинтезу.

Рис. 4.5.2 Электромагнитный спектр солнечного света 14. Електромагнітний спектр сонячного світла