Кліматотвірні чинники: сонячна енергія і підстильна поверхня — та їхня взаємодія
- 18-01-2022, 14:23
- 458
8 Клас , Географія 8 клас Пестушко, Уварова, Довгань 2021 (повторне видання)
§ 23. Кліматотвірні чинники: сонячна енергія і підстильна поверхня — та їхня взаємодія
ПЕРШ НІЖ ЧИТАТИ, ПРИГАДАЙТЕ!
- Що є джерелом енергії всіх процесів, які відбуваються в атмосфері?
- Як земна поверхня впливає на клімат?
Сонячне випромінювання й клімат. Відмінності в надходженні променевої енергії Сонця (сонячної радіації) - основний чинник кліматичних відмінностей на Землі загалом і на території України зокрема. Сонячна енергія надходить до земної поверхні двома потоками - у вигляді прямої і розсіяної сонячної радіації, які разом складають сумарну сонячну радіацію (мал. 48). Сумарна радіація вимірюється в мегаджоулях (МДж) на одиницю площі (1 м2). Пряма радіація надходить безпосередньо від диска Сонця. Розсіяна енергія Сонця потрапляє до земної поверхні шляхом відхилення променів світила від прямолінійного напрямку хмарами, водяною парою та іншими домішками, що містяться в повітрі.
Мал. 48. Види сонячної радіації
Сумарна сонячна радіація залежить від кута падіння сонячних променів і тривалості сонячного сяйва, показники яких збільшуються в напрямку з півночі на південь. Так, узимку кут падіння сонячних променів змінюється приблизно від 23° на півдні до 15° на півночі, а влітку - від 69° на півдні до 61° на півночі. Такі зміни кута падіння сонячних променів пов’язані з орбітальним рухом Землі та нахилом земної осі до площини орбіти. Щоб розрахувати кут падіння сонячних променів для конкретної території в дні рівнодення, необхідно від 90° відняти величину її географічної широти в градусах. У день літнього сонцестояння кут падіння сонячних променів буде дорівнювати сумі значення кута падіння в день рівнодення та 23°27′, а в день зимового сонцестояння - їхній різниці.
НАУКОВІ ДИСКУСІЇ
Як відомо, тривалість сонячного сяйва залежить від світлої частини доби і хмарності. Разом із тим, у наукових колах обговорюється проблема зниження тривалості сонячного сяяння внаслідок забруднення повітря різноманітними відходами від промисловості та транспорту. Яка ваша думка з цього питання? Чи можуть забруднювальні речовини суттєво знижувати надходження сонячної енергії в окремих регіонах України?
Розташування України в середніх широтах між 52°20′04″ і 44°23′11″ пн. ш. зумовлює коливання в надходженні сумарної сонячної радіації впродовж року. Сумарна сонячна радіація змінюється по території України не абсолютно зонально, тобто з півночі на південь, а зростає в напрямку з північного заходу на південний схід (мал. 49). Це пояснюється значно більшою хмарністю та меншою прозорістю повітря на північному заході України, за рахунок чого й зменшується кількість надходження сонячної енергії.
Мал. 49. Сумарна сонячна радіація (МДж/м2)
ГЕОГРАФІЧНИЙ ІНТЕРАКТИВ
Проаналізуйте картосхему (мал. 49) і з’ясуйте: а) які райони отримують найбільшу та найменшу кількість сумарної сонячної радіації; б) як розподіл сумарної сонячної радіації пов’язаний з кількістю годин сонячного сяйва; в) яка величина сумарної сонячної радіації в центральних районах України та у вашій місцевості.
Частина сумарної сонячної радіації відбивається від поверхні Землі, а частина - поглинається нею. Поглинута радіація, перетворюючись на теплову енергію, нагріває приземні шари повітря. Різницю між сумарною енергією Сонця та її втратами на відбиття й теплове випромінювання земною поверхнею називають радіаційним балансом. На території України середньорічний радіаційний баланс додатний, тобто загалом за рік надходить сонячної радіації більше, ніж витрачається. Проте в холодний період року спостерігаються від’ємні значення радіаційного балансу майже на всій території.
Радіаційний баланс території визначає її температурні умови. Так, відповідно до зміни річного радіаційного балансу в межах України спостерігається загальне підвищення температури повітря в напрямку північ - південь. Проте вплив радіаційного чинника все ж відчутніший улітку, про що свідчить майже зональна (широтна) зміна температури повітря влітку.
Підстильна поверхня та клімат. Значний вплив на клімат здійснює підстильна земна поверхня, яка, взаємодіючи з атмосферою, впливає на її стан. Водна поверхня й суходіл, укрита снігом, рослинністю та розорана поверхня по-різному поглинає, відбиває енергію Сонця та віддає тепло. Це зрештою впливає на температуру поверхні й приземного шару повітря.
Більше сонячної радіації поглинають і тому краще нагріваються темні поверхні, наприклад щойно розорані ґрунти. Заболочені або перезволожені ділянки місцевості нагріваються слабше, тому що багато тепла витрачається на випаровування вологи. Навпаки, свіжий сніг відбиває до 90 % сонячного випромінювання, сухий світлий пісок - до 40 %, рослинність - 10-25 % (мал. 50).
Мал. 50. Альбедо різних ділянок земної поверхні
Найвищі показники відбитої радіації взимку зафіксовані на північному сході України та в Карпатах - до 65 %. Тут спостерігається найстійкіший сніговий покрив, який має високу відбивальну здатність поверхні - альбедо (у перекладі з латинської - білість). Загалом, що світліша поверхня, то більше вона відбиває променевої сонячної енергії. Улітку найменше радіації відбивають лісові масиви на Поліссі та в горах - до 16 %.
На формування клімату значно впливає рельєф та абсолютна висота місцевості. Так, у Карпатах і Кримських горах кліматичні умови дуже відрізняються залежно від висоти над рівнем моря, напрямку простягання гірських хребтів та орієнтації схилів щодо сторін горизонту. Зі збільшенням висоти знижується атмосферний тиск і температура повітря, збільшується кількість опадів і швидкість вітру. У горах від орієнтації схилів суттєво залежить кількість опадів.
На клімат України впливають й інші форми рельєфу, наприклад Подільська височина й Донецький кряж, де загальний хід кліматичних показників порушується завдяки більшій висоті місцевості на цих ділянках порівняно із сусідніми.
Кліматичні умови приморських районів також суттєво змінюються за сезонами. Узимку морські басейни сприяють підвищенню температури повітря прилеглих районів суходолу. Улітку ж, завдяки охолоджувальній дії моря, температура на узбережжі дещо нижча, ніж у районах, розташованих на такій самій широті, але східніше. Завдяки морям згладжується коливання добової температури, збільшується в цілому вологість повітря.
Характер земної поверхні разом з іншими чинниками кліматоутворення зумовлює трансформацію (зміну) властивостей повітря над рівнинною частиною території України. Зміна властивостей повітря від вологого до сухого в напрямку на південь і схід країни є основним процесом у теплий сезон року.
ГОЛОВНЕ
• Сумарна сонячна радіація надходить на територію України у вигляді прямої і розсіяної.
• Сумарна сонячна радіація залежить від кута падіння сонячних променів та тривалості сонячного сяяння.
• Радіаційний баланс - це різниця між сумарною енергією Сонця та її втратами на відбиття й теплове випромінювання земною поверхнею.
• Радіаційний баланс території визначає її температурні умови.
• На розподіл температури, вологості та атмосферних опадів впливає характер земної поверхні.
ПЕРЕВІРИМО СВОЇ ЗНАННЯ ТА ВМІННЯ
- 1. Як змінюється кількість сумарної сонячної радіації на території України протягом року?
- 2. Що таке радіаційний баланс?
- 3. У чому полягає вплив підстильної земної поверхні на клімат України?
- 4. Чим пояснюється формування особливого клімату в приморських районах?
- 5. Поясніть, чому особливості рельєфу є важливими для формування клімату.
- 6. Обчисліть висоту Сонця у вашому населеному пункті в дні сонцестояння за формулою: h = 90° - f ± 23°27′, де h - висота Сонця (в градусах), f - географічна широта.
Коментарі (0)