Как найти солнечную радиацию по карте

Параграф 27. Солнечная радиация

Вопросы в конце параграфа

1. Что называется солнечной радиацией? В каких единицах она измеряется? От чего зависит её величина?

Солнечная радиация – испускаемая солнцем энергия в виде потока электромагнитных волн (световое, тепловое и ультрафиолетовое излучение), источник и двигатель всех процессов на Земле, в том числе климатообразующих. Она измеряется в калориях на 1 см² (ккал/см²) или мегаджоулях на 1 м² (МДж/м²) в год и зависит от широты расположения местности, а также от характера подстилающей поверхности.

2. На какие виды разделяют солнечную радиацию?

Виды, на которые подразделяют солнечную радиацию: прямая и рассеянная; тепловое, световое и ультрафиолетовое излучение.

3. Почему меняется поступление солнечной радиации по сезонам года?

Поступление солнечной радиации по сезонам года меняется за счет движения Земли по орбите вокруг Солнца, за счет чего в летний период на местности, расположенной выше тропиков (и в Северном, и в Южном полушариях) высота Солнца над горизонтов выше, чем в зимний период. Кроме того, за счет изменения характера подстилающей поверхности по сезонам года (зимой выпадает снег и отражается больше солнечной радиации, летом наоборот) меняется и количество отражённой солнечной радиации.

4. Для чего необходимо знать высоту Солнца над горизонтом?

Высоту солнца над горизонтом необходимо знать для того, чтобы определить угол падения солнечных лучей на местности. Также можно определить широту местности (в дни равноденствий при вычитании из 90⁰ высоту солнца над горизонтом), ориентировочно можно определить дату в день наблюдения.

5. Выберите верный ответ. Общее количество радиации, достигшей поверхности Земли, называется: а) поглощённой радиацией; б) суммарной солнечной радиацией; в) рассеянной радиацией.

б) суммарной солнечной радиацией

6. Выберите верный ответ. При движении к экватору величина суммарной солнечной радиации: а) увеличивается; б) уменьшается; в) не изменяется.

а) увеличивается

7. Выберите верный ответ. Самый большой показатель отражённой радиации имеет: а) снег; б) чернозём; в) песок; г) вода.

а) снег

8. Как вы думаете, можно ли в летний пасмурный день загореть?

В летний пасмурный день можно загореть, так как часть солнечного излучения способно проникать и через облака. Скорость загара будет не такой, как в ясную погоду, но при долгом нахождении под открытым пусть и пасмурным небом загар появится.

9. По карте на рисунке 42 определите суммарную солнечную радиацию для десяти городов России. Какой вывод вы сделали?

Суммарная солнечная радиация для 10 городов России:

1) Санкт-Петербург – 80 ккал/см² в год

2) Челябинск – 100 ккал/см² в год

3) Новосибирск – 100 ккал/см² в год

4) Хабаровск – 120 ккал/см² в год

5) Екатеринбург – примерно 94,4 ккал/см² в год

Расчет: поставим линейку на карте перпендикулярно изолинии 80-100 через Екатеринбург. Расстояние между изолиниями 1,8 см и от 80 до Екатеринбурга 1,3 см. Составим пропорцию: 1,8 см – 20 ккал/см² в год

1,3 см – Х ккал/см² в год

(1,3*20):1,8=14,4 ккал/см² в год –увеличение количества суммарной солнечной радиации в Екатеринбурге относительно изолинии 80 ккал/см² в год, получаем 80+14,4=94,4 ккал/см² в год. Расчет используется для всех городов, не лежащих на изолиниях (города №5-№10)

6) Красноярск – 97,1 ккал/см² в год

7) Омск – 106,7 ккал/см² в год

8) Пермь – 91,8 ккал/см² в год

9) Казань – 94,4 ккал/см² в год

10) Нижний Новгород – 91,4 ккал/см² в год

Вывод: города, расположенные южнее получают большее количество суммарной солнечной радиации.

10. Опишите, чем различаются сезоны года в вашей местности (природные условия, жизнь людей, их занятия). В какой из сезонов года жизнь наиболее активна?

Моя местность – Санкт-Петербург

Сезоны года различны, но для всех сезонов года характерна частая пасмурная погода и осадки. Зима отличается коротким световым днём, высокой облачностью и частыми туманами и осадками в виде снега. Морозы приходят при вторжении арктического воздуха, а при приходе воздушных масс с Атлантического океана – оттепелями. Весна характеризуется самым малым количеством осадков по сравнению с другими сезонами года, бывают ночные заморозки (при вторжении арктического воздуха), погода устойчивая (меньше облачность и скорость ветра). Лето в Санкт-Петербурге делится на две части. Первая часть лета, как правило, суше, стоит тёплая и даже жаркая погода, вторая часть лета (август) пасмурнее и дождливее, температуры уменьшаются. Осень в местности отличается пасмурной погодой, большим количеством осадков и высокой влажностью воздуха, усиливаются ветра. В конце сентября – начале октября на небольшой период времени устанавливается солнечная тёплая и сухая погода. На жизнь людей и занятия погода практически не влияет, круглогодично в хорошую погоду для каждого из сезонов года люди ходят на прогулки. Работа и повседневные дела в крупном мегаполисе никогда не останавливаются. Наиболее активна жизнь в городе поздней весной, летом и ранней осенью. Это связано с относительно хорошей погодой и притоком туристов.

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах. 

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте. 

Как быстро и эффективно исправить почерк?  Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью. 

1. Что называется солнечной радиацией? В каких единицах она измеряется? От чего зависит её величина?

Вся совокупность лучистой энергии, посылаемой Солнцем, называется солнечной радиацией, обычно она выражается в калориях или джоулях на один квадратный сантиметр в минуту. Солнечная радиация распределяется по земле неравномерно. Это зависит:

– от плотности и влажности воздуха – чем они выше, тем меньше радиации получает земная поверхность;

– от географической широты местности – количество радиации увеличивается от полюсов к экватору. Количество прямой солнечной радиации зависит от длины пути, который проходят солнечные лучи в атмосфере. Когда Солнце находится в зените (угол падения лучей 90°), его лучи попадают на Землю кратчайшим путем и интенсивно отдают свою энергию малой площади;

– от годового и суточного движения Земли – в средних и высоких широтах поступление солнечной радиации сильно изменяется по временам года, что связано с изменением полуденной высоты Солнца и продолжительности дня;

– от характера земной поверхности – чем светлее поверхность, тем больше солнечных лучей она отражает.

2. На какие виды разделяют солнечную радиацию?

Существуют следующие виды Солнечной радиации: радиация, достигающая земной поверхности, состоит из прямой и рассеянной. Радиация, приходящая на Землю непосредственно от Солнца в виде прямых солнечных лучей при безоблачном небе, называется прямой. Она несет наибольшее количество тепла и света. Если бы у нашей планеты не было атмосферы, земная поверхность получала только прямую радиацию. Однако, проходя через атмосферу, примерно четвертая часть солнечной радиации рассеивается молекулами газов и примесями, отклоняется от прямого пути. Некоторая их часть достигает поверхности Земли, образуя рассеянную солнечную радиацию. Благодаря рассеянной радиации свет проникает и в те места, куда прямые солнечные лучи (прямая радиация) не проникают. Эта радиация создает дневной свет и придает цвет небу.

3. Почему меняется поступление солнечной радиации по сезонам года?

Россия, в своем большинстве, расположена в умеренных широтах, лежащих между тропиком и полярным кругом, в этих широтах Солнце каждый день восходит и заходит, но никогда не бывает в зените. Благодаря тому, что угол наклона Земли не изменен в течение всего её обращения вокруг Солнца, в разные сезоны количество приходящего тепла, в умеренных широтах, различно и зависит от угла Солнца над горизонтом. Так, на широте 450 mах угол падения солнечных лучей (22 июня) составляет приблизительно 680, а min (22 декабря) приблизительно 220. Чем меньше угол падения лучей Солнца, тем меньше тепла они приносят, поэтому отмечаются существенные сезонные различия получаемой солнечной радиации в разные сезоны года: зимы, весны, лета, осени.

4. Для чего необходимо знать высоту Солнца над горизонтом?

Высота Солнца над горизонтом определяет количество тепла приходящего на Землю, поэтому между углом падения солнечных лучей и количеством солнечной радиации, приходящей на земную поверхность, существует прямая зависимость. От экватора к полюсам в целом наблюдается уменьшение угла падения солнечных лучей, и как следствие от экватора к полюсам уменьшается величина солнечной радиации. Таким образом, зная высоту Солнца над горизонтом, можно узнать количество тепла приходящего на земную поверхность.

5. Выберите верный ответ. Общее количество радиации, достигшей поверхности Земли, называется: а) поглощённой радиацией; б) суммарной солнечной радиацией; в) рассеянной радиацией.

Ответ: А.

6. Выберите верный ответ. При движении к экватору величина суммарной солнечной радиации: а) увеличивается; б) уменьшается; в) не изменяется.

Ответ: А.

7. Выберите верный ответ. Самый большой показатель отражённой радиации имеет: а) снег; б) чернозём; в) песок; г) вода.

Ответ: А.

8. Как вы думаете, можно ли в летний пасмурный день загореть?

Суммарная солнечная радиация состоит из двух составляющих: рассеянной и прямой. При этом Солнечные лучи, независимости от своей природы несут в себе ультрафиолет, который и влияет на загар.

9. По карте на рисунке 36 определите суммарную солнечную радиацию для десяти городов России. Какой вывод вы сделали?

Суммарная радиация в разных городах России:

– Мурманск: 10 ккал/см2 в год;

– Архангельск: 30 ккал/см2 в год;

– Москва: 40 ккал/см2 в год;

– Пермь: 40 ккал/см2 в год;

– Казань: 40 ккал/см2 в год;

– Челябинск: 40 ккал/см2 в год;

– Саратов: 50 ккал/см2 в год;

– Волгоград: 50 ккал/см2 в год;

– Астрахань: 50 ккал/см2 в год;

– Ростов-на-Дону: более 50 ккал/см2 в год;

Общая закономерность в распределении солнечной радиации такова: чем ближе объект (город) к полюсу, тем меньше солнечной радиации приходиться на него (город).

10. Опишите, чем различаются сезоны года в вашей местности (природные условия, жизнь людей, их занятия). В какой из сезонов года жизнь наиболее активна?

Сложный рельеф, большая протяженность с севера на юг позволяют в области выделить 3 зоны, различающиеся как по рельефу, так и по климатическим характеристикам: горно-лесная, лесостепная и степная. Климат горно-лесной зоны прохладный и влажный. Температурный режим меняется в зависимости от рельефа. Этой зоне характерно короткое прохладное лето и продолжительная снежная зима. Постоянный снежный покров образуется в период с 25 октября по 5 ноября и залегает он до конца апреля, а в отдельные годы снежный покров сохраняется до 10-15 мая. Самым холодным месяцем является январь. Средняя температура зимой минус 15-16° С, абсолютный минимум 44-48° С. Самый теплый месяц – июль со средней температурой воздуха плюс 15-17° С, абсолютный максимум температуры воздуха за лето в этом районе достигал плюс 37-38° С. Климат лесостепной зоны теплый, с достаточно холодной и снежной зимой. Средняя температура января равняется минус 15,5-17,5° С, абсолютный минимум температуры воздуха достигал минус 42-49° С. Средняя температура воздуха в июле равняется плюс 18-19° С. Абсолютный максимум температуры – плюс 42,0° С. Климат степной зоны очень теплый и засушливый. Зима здесь холодная, с сильными морозами, метелями, которые наблюдаются в течение 40-50 дней, вызывая сильный перенос снега. Средняя температура января минус 17-18° С. В суровые зимы минимальная температура воздуха опускается до минус 44-46° С.

Доступно с лицензией Spatial Analyst.

Инструменты анализа солнечного излучения вычисляют инсоляцию по ландшафту или для определенных местоположений, основанных на методах из алгоритма полусферической видимости, разработанных Rich et al. (Rich 1990, Rich et al. 1994) и позднейшая доработка Fu and Rich (2000, 2002).

Общее количество излучения, вычисляемого для определенного местоположения или области, дается как глобальное излучение. Вычисление прямого, рассеянного и глобального излучения повторяются для каждого местоположения объекта или каждого местоположения на входной топографической поверхности, что приводит к построению карт инсоляции для всей географической области.

 Globaltot = Dirtot + Diftot

 Dirtot = Σ Dirθ,α    (1)

 Dirθ,α = SConst * βm(θ) * SunDurθ,α * SunGapθ,α * cos(AngInθ,α)    (2)

 m(θ) = EXP(-0.000118 * Elev - 1.638*10-9 * Elev2) / cos(θ)    (3)

 AngInθ,α = acos( Cos(θ) * Cos(Gz) + Sin(θ) * Sin(Gz) * Cos(α-Ga) )    (4)

 Difθ,α = Rglb * Pdif * Dur * SkyGapθ,α * Weightθ,α * cos(AngInθ,α)    (5)

 Rglb = (SConst Σ(βm(θ))) / (1 - Pdif)    (6)

 Weightθ,α = (cosθ2- cosθ1) / Divazi    (7)

 Weightθ,α = (2cosθ2 + cos2θ2 - 2cosθ1 - cos2θ1) / 4 * Divazi    (8)

 Diftot = Σ Difθ,α    (9)

Отзыв по этому разделу?

Практическая работа №4.

­Тема: Определение по картам закономерностей
распределения суммарной и поглощенной солнечной радиации и их объяснение.

Основные понятия.

­Общее количество
солнечной энергии, дocти­гающее поверхности Земли, называется суммapной радиацией.

Часть солнечной
радиации, которая нaгpeвa­ет земную поверхность, называется поглощенной
радиацией. Она характеризуется радиационным балансом.

­Цели работы:

1. Определить
закономерности распределения суммарной и поглощенной радиации, объяснить выявленные
законо­мерности.

2. Учиться работать с
различными климатическими картами.

­Последовательность
выполнения работы

1. Рассмотрите рис.
25 на с. 56 учебника. Как показаны вели­чины суммарной солнечной радиации на
карте? В каких единицах она измеряется?

2. Каким способом
показан радиационный баланс? В каких еди­ницах он измеряется?

3. Определите
суммарную радиацию и радиационный баланс для пунктов, расположенных на разных
широтах. Результаты pa­боты оформите в виде таблицы.

­

4. Сделайте вывод,
какая закономерность просматривается в распределении суммарной и поглощенной
радиации. Объясните полученные результаты.