А. Б. Медешова қыркүйек 2010ж



жүктеу 1,47 Mb.
бет17/30
Дата19.11.2018
өлшемі1,47 Mb.
#20826
1   ...   13   14   15   16   17   18   19   20   ...   30

Дәрістің мазмұны:


1.Күн радиациясы географиялық қабықтағы энергия көзі.

2. Күн радиациясының ендік бойынша таралуы.



Мақсаты:Күн энергиясының географиялық қабықта өтетін процестердің негізі екеніне көз жеткізу.

Тірек сөздер:күн тұрақтылығы,

Негізгі сұрақтар:Атммосфераның жылынуы күн радиациясына байланысты ма?

Күн радиациясының түсу бұрышының мөлшері жер бетінде біркелкі тарала ма?



1.Жер күн сәулелері тасқыны астында айналып тұрады. Оған Күннің шығарған бүкіл сәулесінің екі миллиардтан бір бөлігі ғана келгенімен, мұның өзі жылына 1,36×1024 кал құрайды.

Күн энергиясының осындай мөлшерімен салыстырғанда Жер бетіне келетін басқа энергияның барлық кірісі өте мардымсыз. Мәселен, жұлдыздардың сәулелік энергиясы келетін Күн энергиясының жүз миллионнан бірін, ғарыштық сәуле шашу екі миллиардтан бірін құрайды. Жердің ішкі жылуы оның бет жағында Күн жылуының мыңнан бір үлесіне тең.

Сонымен, Күннің электромагниттік сәуле шашуы - күн радиациясы (Radiatio (лат.) – сәуле шашамын.) географиялық қабықта өтетін процестер энергиясының негізгі көзі. Бұл радиацияның 46%-ы көрінерлік (толқындарының ұзындығы 0,40-тан 0,75 мк дейін), ал 54%-ы көрінбейтін, яғни көз қабылдамайтын (оның 7%-ы толқындарының ұзындығы 0,002-ден 0,4 дейінгі ультракүлгін радиация және 47%-ы толқындарының ұзындығы 0,75 мк-дан артық (инфрақызыл радиация) радиациядан тұрады. Күн радиациясының 99%-ы қысқа толқынды (0,1-ден 4 мк дейін), ұзын толқынды радиацияға (4-тен 100-120 мк дейін) 1%-дан азы тиеді. Күн радиациясы қарқындылығын өлшеу бірлігі ретінде күн сәулелері бағытына перпендикуляр абсолют қара дене бетінің 1 см2-і 1 минутта жұтқан жылу калориясының мөлшері алынады (кал/см2×мин). Күннің жер атмосферасына келетін сәулелік энергия тасқыны өте тұрақты болып келеді. Оның қарқындылығын күн тұрақтылығы (J0) деп атайды да, 1,98 кал/см2×мин (1,98 кал/см2×мин – 1956 ж. халықаралық келісім бойынша климатологияда есептеуде J0 тең 2-ге деп алынады.) балап алады.

Жыл ішінде Жерден Күнге дейінгі қашықтықтың өзгеруіне сәйкес күн тұрақтылығы ауытқып тұрады: ол қаңтардың басына қарай көбейіп, шілденің басына қарай азаяды. Күн тұрақтылығының жылдық ауытқуы ±3,5% құрайды.

Егер күн сәулелері жер бетіне барлық жерге тік түссе, онда: атмосфера жоқ жағдайда оның әрбір см2 жылына 1000 ккал артық күн сәулесін қабылдаған болар еді. Бірақ Жер шар тәріздес, сондықтан да күн сәулелері барлық жерде тік түспейді және сонымен қатар әрқашанда Жердің тек жартысын ғана жарық қып тұрады. Сондықтан жер бетінің әрбір 1 см2-не орта есеппен жылына шамамен 260 кал ғана келеді.



Күн радиациясы қарқындылығының сәулелердің түсу бұрышына байланыстылығын қарастырайық. Радиацияның максимум мөлшерін күн сәулелерінің бағытына перпендикуляр бет қабылдайды, өйткені бұл жағдайда оған түсетін күн сәулелері шоғырының бүкіл энергиясы алаңда сәулелер шоғыры қимасы а тең қимамен таралады. Сол сәулелер шоғыры көлбей түскенде оның энергиясы енді үлкен алаңға (b қимасы) жайылады да, беттің аудан бірлігі оны аз мөлшерде қабылдайды.

Неғұрлым сәулелердің құлау бұрышы аз болған сайын, соғұрлым күн радиациясының қарқындылығы да аз болады.



Күн радиациясы қарқындылығының сәулелердің құлау бұрышына байланыстылығы мынадай формуламен кескінделеді: J1 = J0×sin h,

мұндағы J0 - күн радиациясының сәулелер тік құлағандағы қарқындылығы; J1 - күн радиациясының күн сәулелері h бұрыш жасап құлағандағы қарқындылығы; а қимасы b қимасынан қанша есе кіші болса J1 J0-ден сонша есе кіші.

a/b = sin h;

Олай болса: J1 = J0×sin h

Күн сәулелерінің құлау бұрышы (Күннің биіктігі) 23°27' с.е.-тен 23°27' о.е.-ке дейін ғана (яғни тропиктердің аралығында) 90°-қа тең бола алады. Қалған ендіктерде ол әрқашанда 90°-тан аз болады. Сәулелердің құлау бұрышының азаюына сәйкес жер бетіне түсетін күн радиациясының қарқындылығы да азаюға тиіс. Күннің биіктігі барлық ендіктерде жыл бойы және тәулік бойы тұрақты болып қалмайтындықтан, күн жылуының мөлшері үздіксіз өзгеріп тұрады.

2.Үстіңгі беттің қабылдайтын күн радиациясының мөлшері оған күн сәулелерінің жарық түсіру ұзақтығына тура байланысты болады.

Экваторлық белдеуде (атмосферадан тыс) Күн жылуының мөлшері жыл бойы онша көп ауытқымайды, ал биік ендіктерде бұл ауытқу өте үлкен мөлшерге жетеді.

Қыс кезінде күн жылуы кірісінің жоғарғы және төменгі ендіктер арасындағы айырмасы өте үлкен. Жаз кезінде үздіксіз жарық жағдайда полярлық аудандар тәуліктік күн жылуының Жердегі максимум мөлшерін қабылдайды. Бұл мөлшер солтүстік жарты шарда жазғы күн тоқырау күні экватордағы жылудың тәуліктік жиынтығынан 36% асып кетеді. Дегенмен экватордағы күннің ұзақтығы бұл кездегі полюстегідей 24 сағат емес 12 сағат болғандықтан, уақыт бірлігіне тиетін күн радиациясының мөлшері экваторда ең көп қалпында қалады. Күн жылуының тәуліктік жиынтығының 40-50° ендік маңында байқалатын жазғы максимумы бұл жерде күн едәуір биік жағдайда Күннің айтарлықтай ұзақ (10-20° ендіктегі бұл уақыттағыға қарағанда артық) болуымен байланысты. Экваторлық және полярлық аудандар қабылдайтын жылу мөлшерінің айырмасы қысқа қарағанда жазда азырақ болады.

Оңтүстік жарты шарға өзінің жазғы кезеңінде жылу сәйкес кезеңде (яғни жазда) солтүстік жарты шарға түсетін жылуға қарағанда артық түседі. Қысқы жағдай керісінше: оңтүстік жарты шар солтүстік жарты шарға қарағанда күн жылуын аз қабылдайды (Жердің Күннен ара-қашықтығының өзгеруінен). Егер екі жарты шардың екеуінің де беті дәл бірдей болса, температура ауытқуының жылдық жиілігі оңтүстік жарты шарда солтүстік жарты шарға қарағанда артық болар еді.

Күн радиациясы атмосфераға кіргеннен кейін сан жағынан да, сапа жағынан да айтарлықтай өзгеріске ұшырайды.

Тіпті идеалды (құрғақ және таза) атмосфераның өзі де сәулелерді жұтып және шашыратып, күн радиациясының қарқындылығын азайтады. Су булары мен қатты қоспалары бар реалды атмосфераның күн радиациясын әлсіретуші ықпалы идеалды атмосфераға қарағанда анағұрлым үлкен.

Атмосфера Жерге келген күн радиациясының не бары 15-20%-ын негізінен инфрақызыл радиацияны жұтады. Радиацияны бәрінен де су буы, аэрозолдар, озон көп жұтады. Күннің атмосфера жұтқан сәуле энергиясы оның басқа түрлеріне: жылу, механикалық т.б. энергияға айналады.

Күн радиациясының 25%-дайын атмосфера шашыратады. Атмосфера газдарының молекулалары қысқа толқынды күлгін және көк сәулелерді шашыратады. Аспанның түсі көгілдір болатыны да содан. Қоспалар (шаң-тозаңдар, тамшылар және майда кристалдар) ұзындығы әр түрлі толқындарды шашыратады, ал диаметрі 1,2 мк-дан артық болғанда радиацияны спектр құрамын өзгертпей шағылыстырады. Сондықтан қоспалар көп болғанда аспан бозғылт рең алады. Атмосфераның күн сәулелерін шашыратуы және шағылыстыруы арқасында бұлыңғыр күндері күндізгі жарық пайда болады, көлеңкедегі заттар көрінеді, ымырт құбылысы орнайды.

Күн кез-келген биіктікте тұрған кездегі күн радиациясының атмосферада жалпы әлсіреуін Бугенің формуласымен кескіндеуге болады: J1 = J0×Рm. Мұндағы J1 - күн радиациясының атмосферада өзгергеннен кейінгі жер беті маңындағы қарқындылығы, J0 - күн тұрақтылығы, m1 - сәуленің атмосферадағы жолы (Күннің биіктігі h = 900 болғанда, m = 1; h = 600-та m = 1,2; h = 300-та m = 2; h = 100-та m = 5,6; h = 50-та m = 10,4; h = 00-та m = 35.), р - мөлдірлік коэффициенті – m = 1 болғанда радиацияның қаншалықты үлесі жер бетіне жететіндігін көрсететін бөлшек сан. Күннің биіктігі 90°-қа тең болғанда m = 1 күн радиациясының жер беті маңындағы қарқындылығы J0-мен салыстырғанда р есе аз, яғни J1 = J0×р.

Күн радиациясының атмосфера арқылы өтіп жер бетіне шашырамай жеткен бөлігі тура радиация құрайды. Радиацияның атмосфера шашыратқан бөлігі шашыранды радиацияға айналады. Жер бетіне келетін бүкіл күн радиациясы: тура мен шашыранды қосылып жиынтық радиация деп аталады.



Тура радиация мен шашыранды радиацияның арақатынасы бұлттылыққа, атмосфераның шаңдануына, сондай-ақ Күннің биіктігіне байланысты едәуір мөлшерде өзгеріп тұрады. Аспан бұлтты жағдайда шашыранды радиация тура радиациядан артық болуы мүмкін. Күннің биіктігі аз жағдайда жиынтық радиацияның түгелдей дерлік шашыранды радиациядан тұрады. Күннің биіктігі 50° және аспан ашық болса, шашыранды радиация 10-20%-дан аспайды.

Жерде жиынтық радиацияның таралуын оның орташа жылдық және айлық мөлшерінің карталарынан байқауға болады. Жиынтық радиацияның ең көп жылдық мөлшерін континент ішіндегі тропиктік шөлдердің беті қабылдайды (Шығыс Сахара және Аравияның орталық бөлігі). Экватор маңында ауаның ылғалдылығы жоғары және бұлттылық мол болғандықтан, жиынтық радиация жылына 120-160 ккал/см2×мин дейін төмендейді. Қоңыржай ендіктерде жер беті жылына 80-100, Арктика 60-70, ал Антарктида ашық күндер жиі қайталанатындықтан және атмосфераның барынша мөлдір болуына байланысты жылына 100-120 ккал/см2×мин қабылдайды. Жалпы алғанда жиынтық радиация жер бетінде зоналық сипатта таралған.

Маусымда радиацияның ең көп жиынтығын солтүстік жарты шар, әсіресе континенттің түкпіріндегі тропиктік және субтропиктік аймақтар қабылдайды. Солтүстік жарты шардың қоңыржай және полярлық ендіктегі қабылдайтын күн радиациясы жиынтықтары негізінен полярлық аудандарда күннің ұзақ болуы салдарынан бір-бірінен аз айырма жасайды. Экваторлық аймақта жиынтық радиация мөлшерінің біршама аздығы ауаның ылғалдылығы жоғары, бұлттылықтың мол болуынан. Жиынтық радиацияның таралуындағы зоналық солтүстік жарты шарда континенттердің үстінде және оңтүстік жарты шарда тропиктік ендіктерде байқалмайды. Ол солтүстік жарты шарда мұхиттың үстінде жақсы көрінеді және оңтүстік жарты шардың тропиктен тыс аймақтарында анық байқалады. Оңтүстік поляр шеңбері маңында күннің жиынтық радиациясының мөлшері 0-ге жақындайды.

Желтоқсанда радиацияның ең көп жиынтығы оңтүстік жарты шарға келеді. Антарктиданың биік орналасқан мұз беті, маусымдағы Арктика бетіне қарағанда ауаның өте мөлдірлігіне байланысты жиынтық радиацияны анағұрлым артық қабылдайды. Шөлдерде (Қалахари, Үлкен Австралия жылу мол, бірақ оңтүстік жарты шардың көп жерін Мұхит алып жатуынан жоғары ылғалдылық және едәуір бұлттылық) жылудың жиынтығы солтүстік жарты шардың нақ сол ендіктеріндегі маусымдағыға қарағанда біраз кем. Солтүстік жарты шардың экваторлық және тропиктік ендіктерінде жиынтық радиация біршама аз өзгереді және оның таралуындағы зоналық Солтүстік тропиктен солтүстікке қарай ғана анық байқалады. Ендік артқан сайын жиынтық радиация айтарлықтай тез азаяды, оның нөлдік изосызығы Солтүстік поляр шеңберінен сәл солтүстікке таман өтеді.

Өзін бақылау арналған сұрақтар: Күн радиациясының ендіктер (экватор, тропик, қоңыржай, поляр) бойынша өзгерісінің себебі неде?

Желтоқсандағы радиацияның максимальды мөлшері қандай жарты шарға келеді?

Маусымдағы радиацияның минимальды мөлшері қандай жарты шарға келеді?

Ұсынылған әдебиеттер:1,3,4,5,6,7,11.
18 дәріс

Тақырып:. Атмосферадағы су ылғалдығы.


жүктеу 1,47 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   13   14   15   16   17   18   19   20   ...   30




©g.engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет
рсетілетін қызмет
халықаралық қаржы
Астана халықаралық
қызмет регламенті
бекіту туралы
туралы ережені
орталығы туралы
субсидиялау мемлекеттік
кеңес туралы
ніндегі кеңес
орталығын басқару
қаржы орталығын
қаржы орталығы
құрамын бекіту
неркәсіптік кешен
міндетті құпия
болуына ерікті
тексерілу мемлекеттік
медициналық тексерілу
құпия медициналық
ерікті анонимді
Бастауыш тәлім
қатысуға жолдамалар
қызметшілері арасындағы
академиялық демалыс
алушыларға академиялық
білім алушыларға
ұйымдарында білім
туралы хабарландыру
конкурс туралы
мемлекеттік қызметшілері
мемлекеттік әкімшілік
органдардың мемлекеттік
мемлекеттік органдардың
барлық мемлекеттік
арналған барлық
орналасуға арналған
лауазымына орналасуға
әкімшілік лауазымына
инфекцияның болуына
жәрдемдесудің белсенді
шараларына қатысуға
саласындағы дайындаушы
ленген қосылған
шегінде бюджетке
салығы шегінде
есептелген қосылған
ұйымдарға есептелген
дайындаушы ұйымдарға
кешен саласындағы
сомасын субсидиялау