Поступление на Землю солнечной радиации

Опубликовано: 27.08.2018

Широта местности определяет зональность и сезонность распределения солнечной радиации. Зональный характер изменения солнечной радиации по земной поверхности обусловлен шарообразной формой нашей планеты. Понятие «климат» буквально означает наклон. Подразумевается наклон земной поверхности к солнечным лучам. От экватора к полюсам в целом наблюдается уменьшение угла падения солнечных лучей. Между углом падения солнечных лучей и количеством солнечной радиации, приходящей на земную поверхность, существует прямая зависимость. Поэтому от экватора к полюсам уменьшается величина солнечной радиации.

Бушующие Стихии. Снег и Лед. Как убивает Снег и Лед

Освещенность регулируется суточным вращением Земли вокруг оси и годичным ее обращением по эллиптической орбите вокруг Солнца. Земная ось составляет с плоскостью орбиты постоянный угол 66,5 0. Эти элементы положения Земли относительно Солнца создают сезонный и зависящий от географической широты ход облучения, что позволило выделить пояса освещенности: холодный (полярный), умеренный, жаркий (тропический).

Ледостав Енисей 28 января 2014 Лесосибирск

Освещение Земли солнечными лучами в дни солнцестояний и равноденствий.

Земля находится ближе к Солнцу зимой северного полушария (перигелий, в настоящее время 3 января), чем летом (афелий, в настоящее время 3 июля). Поэтому, хотя зима северного полушария и лето южного полушария в связи с этим короче, облучение в эти сезоны оказывается интенсивнее (на 6,9 %), чем северным летом и южной зимой. В богатых солнцем, засушливых областях Австралии этот эффект является вполне измеримым и чувствительным.

Летом, в момент наиболее высокого положения Солнца, продолжительность дня на широте северного полярного круга совпадает с длительностью суток (24 часа). В направлении к полюсу число суток с незаходящим солнцем возрастает вплоть до непрерывного полугодового «полярного дня». Зимой почти на такой же срок Солнце уходит за горизонт.

Над каждым из тропиков Солнце один раз в году стоит в зените: летом северного полушария – над северным тропиком (Рака), летом южного полушария – над южным тропиком (Козерога). В пределах лежащей между ними тропической зоны (жаркого пояса освещенности) Солнце достигает зенита дважды в году. Непосредственно над экватором эти моменты отстоят друг от друга на полгода: здесь Солнце бывает в зените 21 марта и 23 сентября. По мере удаления от экватора и приближения к тропикам, даты наиболее высокого стояния Солнца все больше сближаются – исключительно важное обстоятельство, определяющее продолжительность дождливых и засушливых сезонов в тропиках. В низких широтах К. в течение года достаточно однороден, что обусловлено, главным образом, постоянством поступления больших доз солнечной радиации в приэкваториальные области земного шара.

Внутри умеренного пояса освещенности, лежащего между тропиком и полярным кругом в северном и южном полушариях соответственно, Солнце каждый день восходит и заходит, но никогда не бывает в зените. Но в течение года наблюдается значительное изменение полуденной высоты Солнца. Так, на широте 45 0 mах угол падения солнечных лучей составляет приблизительно 68 0, а min приблизительно 22 0. Поэтому во внетропических широтах отмечаются существенные сезонные различия солярно-термических условий с выделением термических сезонов года: зимы, весны, лета, осени.

Перечисленные особенности в освещенности земной поверхности, отражаются в количестве получаемой солнечной радиации отдельными широтами. Показатели суммарной солнечной радиации максимальны в тропических широтах, где они могут достигать 200-220 ккал/см2/год, а минимальны полярных широтах – 60 и менее ккал/см2/год.

Поступающая на Землю солнечная радиация предопределяет распределение температуры и других, уже косвенно зависящих от нее элементов. Поэтому солнечная радиация рассматривается как самый главный фактор климатообразования. В соответствии с широтой и связанной с ней температурой воздуха, формируются зональные типы К. – экваториальный, субэкваториальный, тропический, субтропический, умеренный, субарктический, арктический, субантарктический, антарктический.

Приход солнечной радиации на поверхность Северных материков неравномерен. Географическое положение их таково, что годовая суммарная радиация в северных приполярных и южных тропических широтах различается в несколько раз (менее 60 ккал/см 2 на арктических островах и более 180 ккал/см 2 на юге (до 220 ккал/см 2 в Аравии – это максимальная величина на Земле). Особенно хорошо эти различия проявляются зимой: за Полярным кругом территории совсем не получают солнечного тепла или приход его ничтожен, а в низких широтах месячная сумма радиации достигает 14 ккал/см 2. Летом эта разница сглаживается: месячные значения сумм радиации почти одинаковы на Аляске и в Калифорнии, на Таймыре и на Украине: северные широты получают меньше тепла за единицу времени, но продолжительность солнечного сияния там намного больше. Однако тепловой баланс в пределах северных районов намного ниже, чем в южных, за счет большого расхода тепла, главным образом на отражение (альбедо снежной поверхности), на таяние снега и льда, оттаивание промерзших грунтов и испарение. В связи с существенными отличиями в солярно-термических условиях в пределах северных материков формируются практически все зональные типы климата: от арктических до субэкваториальных. Малайский архипелаг лежит в области экваториального климата.

Годовое количество суммарной солнечной радиации в ккал/см 2 год (по Т.В. Власовой).

Особенности нагрева южных материков определяется также, в первую очередь, их географическим положением. Африка и Австралия располагается в тропических и субтропических широтах, достигая в своих крайних точках лишь тридцатых градусов обоих полушарий. Южная Америка заходит в умеренные широты только своей суженной южной частью, поэтому эти три континента называют Южными тропическими материками. Их территории получают большое количество солнечной радиации. Годовой радиационный баланс почти на всей площади превышает 60 ккал/см 2. Отрицательные значения радиационного баланса на небольших участках равнин наблюдаются лишь зимой на самом юге Южной Америки. Величина радиационного баланса изменяется в незначительных пределах, как в пространстве, так и во времени. На обширных пространствах экваториального, субэкваториального и тропического поясов годовой баланс различается всего на 10 ккал/см 2 (лишь местами разница чуть больше). По этой причине немногим разнятся и температурные условия в разных частях материков. Мало меняется количество тепла и в течение года, термические сезоны года не выделяются, но все же в летнее время в тропических широтах прогревание увеличивается, температуры земной поверхности и воздуха становятся выше.

Еще статьи о тепловом режиме атмосферы