Распределение солнечной радиации по земному шару

Солнце находится на расстоянии 150 млн км от Земли. Это самая близкая к нам звезда, которая формирует погоду и климат нашей планеты. Масса Солнца составляет 99,9% массы всей Солнечной системы и более чем в 300 000 раз превышает массу Земли. Хотя объем Солнца составляет 1 303 800 объемов Земли, его плотность намного меньше плотности нашей планеты и лишь в 1,4 раза больше плотности воды. Температура светящейся поверхности Солнца составляет примерно 6000 °C.

Знаешь ли ты?

Каждую минуту Земля получает от Солнца количество энергии, равное годовому потреблению энергии населением земного шара.

Какая часть солнечной радиации достигает земной поверхности?

Солнце – это источник энергии, который непосредственно влияет на температуру, приводит в движение воздух и морские течения, определяет скорость испарения и образование облаков. Солнечная радиация является импульсом для многих процессов на поверхности Земли и в окружающей ее атмосфере.

Часть солнечной радиации достигает поверхности Земли непосредственно. Это прямая радиация, ее хорошо наблюдать в ясную погоду. В пасмурный день солнца мы не видим, но у нас все равно светло. Это объясняется тем, что водяной пар и облака рассеивают солнечную радиацию, то есть распространяют ее по всем направлениям. Такая радиация называется рассеянной радиацией. Прямая и рассеянная радиации образуют проходящую через атмосферу и достигающую поверхности Земли суммарную радиацию.

Примерно половина поступающей солнечной радиации поглощается земной поверхностью и расходуется на нагревание околоземного воздуха, таяние льда, испарение воды и фотосинтез. Остальная часть отражается земной поверхностью, атмосферой и облаками в космическое пространство или поглощается атмосферой.

Количество солнечной радиации в любом месте земного шара зависит от угла падения солнечных лучей и от продолжительности светлого времени суток. Но реальное количество солнечной радиации определяется облачностью.

Распределение солнечной радиации между Землей и атмосферой
  • Ультрафиолетовые лучи, исходящие от Солнца, охлаждают околоземный воздух, а следовательно землю и воду. В результате температура воздуха уравнивается на всей территории планеты.
  • Солнечная радиация не влияет на погоду.
  • Солнечная радиация нагревает земную поверхность и воду, в результате чего происходит испарение, образование облаков и осадков. Разница температур обуславливает движение околоземного воздуха и морских течений.
  • Солнечная радиация, которая достигает поверхности Земли без препятствий.
  • Вся поступающая на Землю солнечная радиация, которую можно назвать также суммарной радиацией.
  • Солнечная радиация, которая проходит через облака и водяной пар.
  • Вся солнечная радиация поглощается атмосферой и земной поверхностью.
  • Большая часть солнечной радиации отражается, а меньшая - поглощается.
  • Большая часть солнечной радиации (70%) поглощается, а оставшая часть отражается.
Выбросы горячего вещества с поверхности Солнца
Пятнами на Солнце называются более темные и холодные относительно остальной поверхности участки. Через них происходят выбросы горячего вещества с поверхности Солнца. Эти выбросы сопровождает поток заряженных частиц, или солнечный ветер, который может стать причиной возникающих на Земле геомагнитных бурь, воздействующих на здоровье людей и работу электрических приборов.

Подумай!

  • Посмотри в окно и определи, какая солнечная радиация преобладает в данный момент – прямая или рассеянная.

От чего зависит температура воздуха?

Чем выше стоит Солнце и чем больше угол падения лучей, тем больше радиации поглощает земная поверхность. Если угол падения солнечных лучей маленький, большая часть солнечной радиации отражается от Земли. Если Солнце находится в зените, лучи падают на земную поверхность под прямым углом и поток излучения сильно нагревает поверхность земли и воды.

Разные формы поверхности Земли отражают солнечную радиацию по-разному. От темных и неровных поверхностей отражается меньше радиации, чем от светлых и плоских.

От штормового моря отражается меньше, чем от водной поверхности в штиль. Если угол падения солнечных лучей равен 20°, от воды отражается около 90% радиации, а если 70°, то только 5–10%.

Самое большое количество солнечной радиации получают пустыни, лежащие вдоль линии тропиков (северного и южного). Солнце поднимается там высоко и погода почти весь год безоблачная.

В атмосфере над экватором очень много водяного пара, который формирует плотную облачность. Пар и облачность поглощают большую часть солнечной радиации. Однако там тепло, потому что угол падения солнечных лучей большой. Меньше всего радиации получают полярные районы, лежащие за Северным и Южным полярными кругами – Антарктика и Арктика, где солнечные лучи почти скользят по поверхности Земли.

Земная поверхность поглощает солнечную радиацию и нагревается. На земном шаре есть регионы, которые получают больше тепловой энергии, чем излучают в космос. Но Земля никогда не становится горячей, потому что по ночам и в холодное полугодие земная поверхность охлаждается и излучает тепло в космическое пространство. Также движущийся воздух и океанические течения относительно равномерно распределяют тепло и уменьшают температурные различия в разных регионах Земли.

Если Солнце находится в зените, лучи падают на земную поверхность под прямым углом (90°)
Поток излучения сильно нагревает поверхность земли и воды. Если Солнце находится низко, тот же самый поток излучения распределяется на большую территорию и земная поверхность нагревается слабее.
Солнечная радиация по-разному согревает Землю
Самое большое излучение получает экватор, где Солнце стоит круглый год в зените. Меньше всего тепла получют полюса, где солнечные лучи падают под маленьким углом.
Отражение радиации от разных форм поверхности Земли
Средняя температура воздуха в 2010 году
Теплее всего в нашей стране обычно в июле, после дня летнего солнцестояния, а холоднее всего – в январе и феврале, после дня зимнего солнцестояния.
Температурный график за 14 июля 2011 года
Самая низкая температура в Эстонии наблюдается утром перед восходом Солнца, потому что Земля за ночь остывает, а самая высокая температура – после полудня.
  • Чем больше угол падения солнечных лучей, тем больше радиации отражается и земная поверхность согревается слабее.
  • Чем меньше угол падения солнечных лучей, тем больше радиации отражается и земная поверхность согревается слабее.
  • Солнечные лучи падают на Землю под прямым углом и согревает поверхность одинаково.
  • Потому что в районе экватора всегда облачно.
  • Потому что в районе экватора самые длинные дни.
  • Потому что Земля круглая и земная ось имеет наклон.
  • темная и неровная поверхность отражает меньше солнечных лучей
  • меньше всего солнечных лучей отражают снег и лед
  • лес отражает больше солнечных лучей, чем море
  • Охарактеризуй и объясни годовой и суточный ритмы изменения температуры в Эстонии.
  • течения и ветры
  • облака
  • смена дня и ночи

Подумай!

  • Почему в умеренных широтах и в полярных районах 1 м2 земной поверхности нагревается меньше, чем на экваторе?

Как связаны температура воздуха и продолжительность дня?

Полный оборот вокруг своей оси Земля делает за 24 часа. В течение этого времени изменяется количество поступающей от Солнца радиации и, следовательно, температура воздуха.

Количество солнечной радиации зависит и от продолжительности светлого времени суток. В приэкваториальных областях продолжительность дня и ночи в течение года почти не изменяется. Но с удалением от экватора к полюсам различия увеличиваются. В Северном полушарии самый длинный день приходится на 21 июня – день летнего солнцестояния, когда Солнце находится в зените над Северным тропиком. За длинный день земная поверхность успевает поглотить много солнечной радиации, поэтому погода в это время теплая. В день зимнего солнцестояния, 21 декабря, в Северном полушарии самый короткий день. Поскольку угол падения солнечных лучей меньше, чем летом, земная поверхность получает мало тепла, поэтому погода в декабре холодная. В Эстонии в Иванов день светло более 18 часов в сутки, а в Рождество – около 6 часов. Следовательно в июне световой день в три раза длиннее, чем в декабре.

Из-за наклона земной оси разные регионы Земли получают различное количество света и тепла

Поскольку земная ось расположена к Солнцу под углом, летом полярные области получают солнечную радиацию 24 часа в сутки. Этот период называется полярным днем. А в зимние месяцы Солнце вообще не поднимается над горизонтом и устанавливается полярная ночь. Чем ближе от полярного круга к полюсу, тем дольше полярный день или ночь. На полюсах сутки длятся год: шесть месяцев день и шесть месяцев ночь.

Путь Солнца на Северном полярном круге в полярный день

Знаешь ли ты?

Земля делает полный оборот вокруг своей оси за 23 часа, 56 минут и 4 секунды. Но все же в сутках 24 часа, поскольку следует учитывать также то, что при вращении вокруг своей оси земной шар обращается и вокруг Солнца.

  • Удаленность от экватора
  • Число жителей
  • Расположение Земли относительно Солнца
  • Угол наклона земной оси
  • в июне
  • в сентябре
  • в декабре
  • 21 июня
  • 21 сентября
  • 21 декабря

Подумай!

  • Объясни, как влияет наклон земной оси на продолжительность дня и ночи в Эстонии.
  • Почему в полярных областях даже во время полярного дня сравнительно холодно?

Почему происходит смена времен года?

Смена времен года обусловлена обращением Земли вокруг Солнца и наклоном земной оси относительно Солнца.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
Наведи курсор и прочти информацию. Земля обращается вокруг Солнца
  • в день весеннего солнцестояния
  • в день зимнего солнцестояния
  • в день осеннего солнцестояния
  • в день летнего солнцестояния
В зависимости от времени года, на поверхности Земли меняется соотношение снежного и растительного покровов
  • март
  • апрель
  • май
  • июнь
  • июль
  • август

Как образовались тепловые пояса?

Угол наклона земной оси Земли к плоскости орбиты Земли в течение года не изменяется. Поэтому Солнце может быть в зените только между Северным и Южным тропиками, а полярные день и ночь – между полярными кругами и полюсами. По этим линиям поверхность Земли делится на тепловые пояса. В жарком поясе в течение всего года угол падения солнечных лучей остается большим. День и ночь имеют здесь примерно одинаковую длину, и по температуре времена года различить невозможно.

В холодном поясе разница между температурами полярной ночи и полярного дня очень велика. Поэтому здесь существует два времени года: холодное, когда температура опускается в среднем до –30 °С, и теплое, со средней температурой около 0 °С. И лишь в умеренном поясе год четко делится на четыре сезона: весну, лето, осень и зиму.

Тепловые пояса Земли
  • в холодном поясе
  • в умеренном поясе
  • в жарком поясе

Подумай!

  • Как варьируется количество времен года в разных тепловых поясах?

Понятия

  • солнечная радиация – поступающая на Землю энергия солнечного излучения
  • зенит – угол падения солнечных лучей, равный 90°
  • Северный тропик – географическая параллель широтой 23,5°, разделяющая жаркий и северный умеренный пояса
  • Южный тропик – географическая параллель широтой 23,5°, разделяющая жаркий и южный умеренный пояса
  • Северный полярный круг – географическая параллель с широтой около 66,5°, разделяющая северный умеренный и северный полярный пояса
  • Южный полярный круг – географическая параллель с широтой около 66,5°, разделяющая южный умеренный и южный полярный пояса
  • Арктика – северная полярная область, включающая Северный Ледовитый океан и окраины материков Евразии и Северной Америки
  • Антарктика – южная полярная область, включающая Антарктиду и прилегающие к ней участки Южного Ледовитого океана
  • полярный день – период, когда Солнце в высоких широтах больше суток не опускается за горизонт (в Арктике и Антарктике)
  • полярная ночь – период, когда Солнце в высоких широтах больше суток не поднимается над горизонтом (в Арктике и Антарктике)
Өтінемін күте тұрыңыз