Реферат тақырыбы: «Күн радиациясы»

4 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Атмосферадағы күн радиациясы
 
1.1 Күн радиациясы туралы жалпы ақпарат
 
Географиялық қабық үшін маңызды жылу көзі. Географиялық қабықтың 
екінші жылу көзі - бұл біздің планетамыздың ішкі сфералары мен қабаттарынан 
келен жылу.
Географиялық қабықта энергияның бір түрі (сəулелік энергия) 
эквивалентті түрде басқа түрге (жылу энергиясы) айналатындығына байланысты, 
онда күн радиациясының сəулелік энергиясы жылу энергиясы - джоуль (J) 
бірлігінде көрсетілуі мүмкін.
Күн радиациясының қарқындылығын ең алдымен атмосферадан тыс 
өлшеу керек, өйткені ауа сферасынан өткен кезде ол өзгереді жəне əлсірейді. Күн 
радиациясының қарқындылығы күн тұрақтысы ретінде көрінеді.

5 
Күн константасы деп күн сəулесінің перпендикуляры жəне атмосферадан 
тыс орналасқан көлденең қимасы 1 см2 аудан бойынша 1 минут ішінде күн 
энергиясының ағынын айтады. Күн константасы деп атмосфераның жоғарғы 
шекарасында күн сəулелеріне перпендикуляр қара бетінің 1 см2 1 минутта 
алынған жылу мөлшері ретінде де анықтауға болады. Күн тұрақтысы 1,98 кал / / 
см2 х мин) немесе 1,352 кВт / м2 х мин.
Атмосфераның жоғарғы қабаты радиацияның едəуір бөлігін сіңіретін 
болғандықтан, оның құндылығын географиялық қабықтың жоғарғы шекарасында, 
яғни төменгі стратосферада білу маңызды. Географиялық қабықтың жоғарғы 
шекарасындағы күн радиациясы шартты күн тұрақтысымен көрінеді. Шартты күн 
тұрақтысының мəні 1, 90 - 1, 92 кал / / см2 х мин) немесе 1,32 - 1,34 кВт / (м2 х 
мин).[1]
Күн тұрақтысы, оның атауына қайшы, тұрақты болып қалмайды. Ол 
Жердің айналуы кезінде Күннен Жерге дейінгі қашықтықтың өзгеруіне 
байланысты өзгереді. Бұл ауытқулар қаншалықты аз болса да, олар əрдайым 
ауарайы мен климатқа əсер етеді. Тропосфераның əр шаршы шақырымы орта 
есеппен жылына 10,8 х 1015 Дж (2,6 х 1015 кал) алады. Мұндай жылу мөлшерін 
400 000 тонна көмір жағу арқылы алуға болады. Бүкіл Жер жылына 5,74 х 10 24 
Дж (1,37 х 10 24 кал) мəнімен анықталатын осындай жылу мөлшерін алады. Күн - 
сары ергежейлі жұлдыздар класына жататын, Жерге ең жақын жұлдыз. Күннің 
диаметрі шамамен 1,4 млн км, Жерден орташа қашықтық 149,5 млн км. Күнде 
болатын ядролық реакциялардың нəтижесінде оның бетіндегі температура 
шамамен 6000 К құрайды, бұл Күннің едəуір энергия шығаруына себеп болады.
Күннен Жерге келетін радиация - Жердің энергетикалық балансын жəне 
жылу режимін анықтайтын сəулелі энергияның келуінің жалғыз түрі. Жерге 
барлық басқа аспан денелерінен келетін радиациялық энергияның аз болғаны 
соншалық, ол Жерде болып жатқан жылу беру процестеріне айтарлықтай əсер 
етпейді. Күннің сəуле шығаратын бетінің температурасына сəйкес максималды 
сəулелену энергиясы шамамен 0,50 мкм толқын ұзындығында байқалады, ал Күн 
шығаратын энергияның негізгі бөлігі 0,3-2,0 мкм толқын ұзындығына келеді.
Күннен қашықтықта оның сəулелену қарқындылығы арақашықтықтың 
квадратына кері пропорцияда өзгереді. Жер Эллипс тəрізді орбитада Күнді айнала 
қозғалатын болғандықтан, Жер мен Күн арасындағы қашықтықтың өзгеруіне 
сəйкес атмосфераның сыртқы шекарасына келетін күн радиациясының 
қарқындылығы жыл бойына өзгереді. Жердің Күннен ең аз қашықтығы қаңтардың 
басында белгіленді жəне 147 миллион км құрайды. Маусым айының басында 
жеткен ең үлкен қашықтық - 153 миллион км.
Жер бетінде жəне атмосферада болатын барлық дерлік табиғи 
процестердің негізгі энергия көзі - Жерге Күннен келетін сəулелі энергия. 
Радиоактивті ыдырау кезінде бөлінген, жер бетіне оның терең қабаттарынан 
шығатын, ғарыштық сəулелер əкелген энергия, сондай-ақ жұлдыздардан жерге 
келетін сəуле, жерге түскен энергиямен салыстырғанда шамалы. Сəулелік 
энергиядан басқа, яғни электромагниттік толқындар, Жерге Күннен жүздеген 

6 
жəне мыңдаған км / сек жылдамдықпен қозғалатын зарядталған бөлшектердің, 
негізінен электрондар мен протондардың əр түрлі ағындары да келеді. Күн 
шығаратын сəулелік энергияның көп бөлігі ультрафиолет, көрінетін жəне 
инфрақызыл сəулелер. Күннің электромагниттік сəулеленуінің бұл бөлігі 
метеорологияда күн радиациясы деп аталады.[2]
Атмосфераның жоғарғы шекарасына келіп түскен күн радиациясы жер 
бетіне шыққан кезде оның атмосферада сіңуі мен дисперсиясы салдарынан 
болатын бірқатар өзгерістерге ұшырайды. Күннен атмосфераға, содан кейін 
параллель сəулелер түрінде жер бетіне сəулелену тікелей деп аталады. 
Атмосфераның жоғарғы шекарасына жететін тікелей радиацияның едəуір бөлігі 
жер бетіне жетеді. Күн радиациясының бір бөлігі атмосфералық газдар мен 
аэрозольдардың молекулалары арқылы шашыраңқы жəне шашыраңқы сəуле 
түрінде жер бетіне келеді. Жер атмосферасы арқылы өтіп, күн радиациясы 
атмосфералық газдар мен аэрозольдардың сіңуіне жəне шашырауына байланысты 
əлсірейді. Бұл жағдайда оның спектрлік құрамы да өзгереді. Сызықтар мен 
белдеулер жер атмосферасында сіңуіне байланысты спектрде пайда болады жəне 
теллур деп аталады. Күріш. 1 күн спектріндегі энергияның таралуын көрсетеді. 
Қисық а шамамен оның жер атмосферасынан тыс таралуын сипаттайды, ал b жəне 
с қисықтары - жер бетіндегі күн биіктігі 35 жəне 15 °. B жəне c қисықтарында 
спектрдің ультракүлгін бөлігі X = 0,29 мкм кезінде сол жақтан кесіліп тасталады, 
өйткені толқын ұзындығы қысқа ультрафиолет сəулелену атмосфераның жоғарғы 
қабаттарымен толығымен жұтылады. Спектрдің Х <0,29 мкм болатын бөлігін 30 
км-ден астам биіктікте ғана байқауға болады. Жер бетіне жететін Х> 0,29 мкм 
ультрафиолет сəулеленудің энергиясы өте төмен. Көрінетін сəулеленудің қысқа 
толқындық бөлігі жəне аз дəрежеде күн спектрінің ұзын толқын ұзындығы, 
көрінетін жəне инфрақызыл бөлігі де атмосферадан өткенде қатты əлсірейді. 
Спектрдің инфрақызыл бөлігінде атмосферада су буының болуынан туындаған 
бірқатар сіңіру жолақтары бар. Күннің əр түрлі биіктігінде жəне жер бетіндегі 
бақылау нүктесінің əр түрлі биіктігінде күн сəулесінен өткен атмосфераның 
массасы бірдей емес. Нəтижесінде күн радиациясының спектрлік құрамы да 
əртүрлі. Күннің биіктігінің төмендеуімен сəулеленудің ультракүлгін бөлігі əсіресе 
қатты азаяды, сəл көрінбейді жəне аз ғана инфрақызыл болады.
Су буы ұзақ толқынды сəулеленуді сіңіруде маңызды рөл атқарады:
атмосферада су буы неғұрлым көп болса, Жерге тікелей сəулелену азаяды, 
қалғанының бəрі тең. Суреттегі a, b жəне c қисықтарын салыстыру. 1-де 
атмосфераның күн радиациясы спектріндегі бастапқы энергия таралуын 
қаншалықты өзгертетіні көрсетілген. Атмосферадағы радиацияның шашырауы 
негізінен атмосфералық газдар мен аэрозольдардың молекулалары (шаң 
бөлшектері, тұман тамшылары, бұлттар жəне т.б.) арқылы жүреді. Шашырау 
қарқындылығы көлем бірлігіне шашырайтын бөлшектердің санына, олардың 
мөлшері мен табиғатына, сондай-ақ шашыраңқы сəулеленудің өзіндік толқын 
ұзындығына байланысты. Төменде əр түрлі толқын ұзындықтары үшін қалыпты 

7 
қысымда таза жəне құрғақ ауадағы шашырау коэффициентінің мəндері 
келтірілген.
Сəулеленудің шашырауы барлық бағыттарда жүреді, бірақ бірдей 
қарқындылықпен емес. Ең қарқынды шашырау түскен сəуленің бағытында (алға) 
жəне қарама-қарсы бағытта (артқа) жүреді. Шашырау минимумдары тікелей 
сəулеге перпендикуляр бағытта байқалады. Осылайша шашырау керемет таза 
жəне құрғақ ауада пайда болады. Шашыранды сəулеленудегі қысқа толқындардың 
үлесі тікелей сəулеленуге қарағанда көбірек. Сондықтан күн сəулесінің жолы 
неғұрлым ұзын болса, соғұрлым қысқа толқындар шашыраңқы болады жəне ұзын 
толқындардың үлесі үлкен болады. Бұл, мысалы, көкжиекке жақын күн мен айдың 
сары немесе тіпті қызыл түске ие болатындығын түсіндіреді.
Тікелей радиациялық ағын жəне оның спектрлік құрамы күннің биіктігіне 
жəне атмосфераның мөлдірлігіне байланысты. Соңғысы, өз кезегінде, сіңіретін 
газдар мен аэрозольдердің құрамына, атап айтқанда бұлт пен тұманның болуына 
байланысты. Осы факторлардың əсерінен тікелей сəулелену ағыны кең ауқымда 
өзгеруі мүмкін. Күннің бірдей биіктігінде атмосферада су буы мен шаң көп 
болатын төменгі ендіктердегі тікелей сəулелену ағыны жоғары ендіктерге 
қарағанда аз болуы керек. Алайда атмосфераның мөлдірлігі бұл ағынға күннің 
биіктігімен бірдей əсер етеді, оған өтетін массалар саны тəуелді болады. Тікелей 
сəулелену ағыны учаскенің теңіз деңгейінен биіктігінің жоғарылауымен 
жоғарылайды, өйткені бақылау нүктесі неғұрлым жоғары болса, күн сəулесі 
атмосфераның қалыңдығын соғұрлым аз ендіреді жəне олар əлсірейді. 
Атмосфераның төменгі бөлігінде биіктікке ие тікелей сəулелену ағынының 
жоғарылауы жоғарғы деңгейге қарағанда жылдамырақ, өйткені аэрозольдер мен 
су буының көп бөлігі төменгі жағында шоғырланған. Бұлттар тікелей сəулеленуге 
өте үлкен əсер етеді. Төменгі деңгейдің тығыз бұлттары іс жүзінде тікелей 
радиацияның өтуіне жол бермейді.[3]

жүктеу/скачать 306,31 Kb.

Достарыңызбен бөлісу: