Солнечная радиация

 

Солнечная радиация

 

Солнце является постоянным источником тепла и света. Величина и режим солнечной радиации, воспринимаемой поверхностью Земли как экраном, в основном зависят от географической широты места.

Для ясного понимания условий освещенности необходимо иметь в виду, что продолжительность дня, т. е. светлой части суток, не есть продолжительность освещения пункта наблюдения прямыми солнечными лучами. Продолжительность освещения зависит не только от широты, но и от рельефа местности, т. е. от фактора, с широтой не связанного. Возвышенности, из-за которых Солнце появляется при восходе или за которыми оно может скрываться при движении по небосводу, а также при заходе, сокращают продолжительность освещения места наблюдения прямыми солнечными лучами. В таких случаях надо иметь в виду так называемую закрытость небосвода, которая зависит также и от положения на линии горизонта точек восхода и захода Солнца, изменяющихся в течение года в определенных пределах.

Так, освещенность Феодосии и Евпатории при прочих равных условиях значительно лучше, чем освещенность Ялты, ибо Ялту с северо-востока и запада окружают возвышенности, которые летом значительно сокращают время освещения прямыми солнечными лучами. Солнце здесь восходит позднее и заходит раньше. В еще большей степени влияет рельеф на продолжительность освещения в центральных частях крымского горного леса, в глубокие ущелья которого почти не проникают прямые солнечные лучи.

Закономерные изменения продолжительности светлой части суток и полуденной высоты Солнца определяют суточный и годовой ход (режим) солнечной радиации. (Рис.1.1.)

Рис.1.1 Годовой ход продолжительности дня, ночи, утренних и вечерних сумерек в течение года в Крыму

 

Однако на величину солнечной радиации влияет не только географическая широта, но и факторы, с ней не связанные, например облачность, запыленность и другие "помехи" в атмосфере, т. е. все то, что связано с режимом циркуляции. Режим солнечной радиации и его особенности - вот что в первую очередь характеризует климат.

Наука о климате - климатология - различает следующие виды солнечной радиации: прямую, рассеянную и суммарную.

Прямая солнечная радиация - это та часть радиации, которая в виде солнечных лучей исходит непосредственно от диска Солнца и достигает земной поверхности. Для Крыма его годовая сумма значительна - колеблется от 68 больших калорий на 1 см.2 (Керчь) до 81 большой калории (яйла).

Открытые пляжи Феодосии и Евпатории получают при прочих равных условиях больше прямой солнечной радиации за день, чем пляжи Ялты или Симеиза, окруженные с востока и запада большими возвышенностями, из-за которых Солнце во многих пунктах Южного берега Крыма восходит позднее и заходит раньше, и тем самым сокращается время освещения прямыми солнечными лучами.

Для горной части Крыма (например, Большой каньон Крыма) и для всех участков с сильно пересеченной местностью существенное значение имеют также различная ориентировка склонов глубоких долин и их крутизна.

Летом наибольшие суммы прямой солнечной радиации получают предгорья, северные склоны яйлы и открытые побережья. По направлению к северо-востоку и на Южном берегу замечается некоторое ее уменьшение, что объясняется увеличением здесь облачности и влажности атмосферы.

Зимой положение меняется. Так как день становится короче, высота Солнца меньше, а облачность увеличивается, резко уменьшается приход солнечной радиации. С подъемом в горы радиация, вообще говоря, увеличивается (увеличивается прозрачность атмосферы, уменьшается облачность), однако в некоторых местах (Бабуган-яйла) величина прямой солнечной радиации уменьшается из-за метелей и снежных вихрей.

Весной прямая солнечная радиация значительно больше, чем осенью. При этом наблюдается и ее интенсивное нарастание. Наибольшие суммы прямой радиации Крым получает летом (до 50% годовой).

Энергия солнечных лучей, попадая в земную атмосферу, испытывает разнообразные изменения. Из-за облачности, запыленности и некоторых других явлений в атмосфере солнечная радиация рассеивается, т. е. отклоняется от прямолинейного пути распространения и поступает на Землю не только непосредственно от диска Солнца, но и со всех точек небосвода. Эту часть радиации называют рассеянной солнечной радиацией.

Рассеянная радиация в Крыму значительно меньше прямой. Она составляет 50-70% прямой радиации. Годовые суммы ее колеблются от 42 ккал/см2 (Ферсманово, южнее Симферополя) до 54 ккал/см2 (вершина Роман-Кош на Бабуган-яйле).

Летом суммы рассеянной радиации больше в восточной части Крыма и в горах вследствие увеличения облачности. Зимой распределение радиации более равномерное, причем она увеличивается с севера на юг (максимум в горном Крыму). Вообще же рассеянная радиация в Крыму возрастает по направлению на юго-восток и восток и достигает своего наибольшего значения на Керченском полуострове. Северные предгорья характеризуются малыми суммами рассеянной радиации. Весной суммы рассеянной радиации меньше сумм прямой, но бывает и так, что в один из весенних месяцев рассеянная радиация все же преобладает над прямой.

Общее количество солнечной радиации, приходящееся на земную поверхность, равное сумме прямой и рассеянной радиации, называют суммарной солнечной радиацией.

Суммарная солнечная радиация составляет в Крыму за год от 112 до 128 ккал/см2. Из них зимой Крым получает 10, весной 30, летом 40 и осенью 20%. Наибольшие суммы получают, конечно, горы (яйлы), наименьшие - Севастополь и Керчь (здесь влияют местные причины). (Рис.1.2.)

 

Рис. 1.2 Суммарная солнечная радиация

 

Таким образом, величина суммарной радиации, интенсивно возрастая с весны, в июле становится наибольшей и резко уменьшается в октябре. Тем не менее, осень в Крыму теплая (теплее весны), что объясняется влиянием не только радиационных факторов, но и другими причинами. Летом суммарная радиация наибольшая в западной части центрального Крыма и на яйле, а наименьшая - на склонах яйлы, Керченском полуострове и на Южном берегу Крыма.

О режиме солнечной радиации в Крыму дает наглядное представление рис.1.3, на котором приведены данные многолетних регулярных наблюдений.

График годового хода осадков в окружающем станцию районе показывает зависимость прямой, рассеянной, а следовательно, и суммарной радиации от осадков.

 

Рис.1.3 Годовой ход различных видов солнечной радиации и осадков:

 

1 – суммарная радиация;

2 – прямая радиация;

3 – рассеянная радиация;

4 – осадки.