Солнечная радиация является важнейшим климатообразующим фактором, так как она определяет протекание таких физических процессов, как нагревание подстилающей поверхности и воздуха, изменение атмосферного давления и в результате создание воздушных течений, которые переносят тепло и влагу. Солнечная радиация, таким образом, определяет в характер циркуляции атмосферы,
Количество солнечной энергии, поступающей на поверхность Земли, зависят от географической широты, которая з данном месте определяет продолжительность дня и ночи, а следовательно, и приход и расход лучистой энергии Солнца. Летом севернее экватора более тепло, чем южнее, так как большая поверхность материков, находящихся в северном полушарий, летом сильно нагревается.
Большую роль я переносе воздуха играют океаны. В летнее время океаны нагреваются слабее материков, а зимой медленнее охлаждаются, что создает разницу в распределении давления воздуха. Над океаном летом преобладает относительно повышенное давление, что создает ток воздуха на сушу в виде океанического муссона, а зимой, наоборот, создается ток воздуха с суши на океан в виде материкового муссона.
Суточное количество солнечной радиации уменьшается по мере возрастания географической широты, В тропических широтах суточное количество ее наибольшее (рис. 1-2 из [Л. 1]).
Различают прямую, рассеянную, отраженную и суммарную радиацию.
Прямая солнечная радиация представляет собой лучистую энергию, поступающую непосредственно от Солнца на поверхность изделия в виде параллельных лучей (без рассеянной радиации). Прямая солнечная радиация измеряется обычно в калориях на 1 см2 перпендикулярной солнечным лучам поверхности в 1 мин (кал/см2 -мин).
В теплое время года полуденная интенсивность прямой солнечной радиации мало зависит от географической широты места. Если учесть большую продолжительность северного дня и прозрачность атмосферы в полярных широтах, то энергия, полученная нормальной к лучу поверхностью в безоблачный день в высоких широтах по количеству может значительно превосходить энергию, полученную в тропиках. Однако полуденная интенсивность прямой солнечной радиации на 1 см2 горизонтальной поверхности сильно зависит от широты места и так как в низких широтах полуденная высота Солнца над горизонтом значительно больше, чем в высоких, в тропических зонах эта интенсивность больше.
Рассеянная радиация — часть солнечной радиации, рассеянная земной атмосферой и облаками и поступающая на земную поверхность от небесного свода или от его различных участков. Рассеянная радиация безоблачного неба богата ультрафиолетовыми лучами. С увеличением широты рассеяния радиация возрастает, чему также способствуют большая облачность к преобладание облаков небольшой мощности, хорошо рассеивающих солнечную радиацию.
Рис. 1-2. Годовое изменение суммы солнечной радиация на горизонтальную поверхность для различных широт (при коэффициенте прозрачности, равном 0,8).
Рис. 1-3. Распределение облачности по широтам.
В связи с тем, что в тропических широтах облачность, как правило, несколько меньше, чем в высоких, солнечная радиация в тропической зоне бывает богата ультрафиолетовыми лучами (рис. 1-3). Известно также, что облачность в условиях морского тропического климата больше, чем в условиях континентального.
Солнечная радиация, прямая я рассеянная, не полностью поглощается землей, она частично отражается (отраженная радиация).
Суммарная радиация Солнца и неба определяет климат. Суммарную радиацию обычно определяют для горизонтальной поверхности.
Годовые среднеширотные суммы прямой, рассеянной я суммарной радиации приведены в табл. 1-1 [Л. I].
Таблица 1-1
Значения годовой среднеширотной солнечной радиации по данным Т. Г. Берлянд (ккал/см2-год)
В зоне тропических вод суммарная радиация составляет от 140 до 180 ккал/см2-год , в то время как в средних и высоких широтах она значительно меньше (рис. 1-4).
В районах с влажным тропическим климатом солнечная радиация у земной поверхности ослабляется водяными парами, всегда находящимися в атмосфере. В табл. 1-2 приведены интенсивности солнечной радиация, полученные при ежедневном измерении в 12 ч 30 .мин на Гуанчжоуской метеорологической станции (юг Китая) [Л. 4]; она намного превышает максимальную измеренную на территории СССР величину солнечной радиации, равную 1,51 кал/см2 мин.
Иногда за характеристику воздействия солнечной радиации в данной местности принимают количество ясных (безоблачных) дней в месяце.
Несмотря на обилие осадков, количество ясных дней в году во влажном тропическом климате больше, чем в умеренном.
В странах с сухим тропическим климатом ясных дней в году гораздо больше, чем во влажных и морских тропиках. Даже в таких городах СССР, как Ташкент и Ереван, ясных дней в году в несколько раз больше, чем в каком-либо пункте влажных тропиков.
Однако количество ясных дней не является исчерпывающей характеристикой для оценки солнечной радиации.
Таблица 1-2
Интенсивность солнечной радиации по месяцам в г. Гуанчжоу (юг Китая)
Более точной характеристикой солнечной радиации (по сравнению с количеством ясных дней и без учета суммарной радиации, измеренной за год) являются данные по средней облачности. В табл. 1-3 приведены сравнительные данные по средней облачности в некоторых городах [Л. 4].
Средняя облачность за месяц
(% продолжительности покрытия неба облаками)
Таблица 1-3
Рис. 1-4. Суммарная радиация (ккал/см -год).
Таблица 1-4
Средние годовые температуры (°С) для различных географических широт на суше и над морем или большими озерами
