Кліматотвірні чинники: сонячна енергія і підстильна поверхня, їхня взаємодія
- 21-01-2022, 01:00
- 612
8 Клас , Географія 8 клас Пестушко, Уварова, Довгань 2021 (поглиблене вивчення)
§ 37. Кліматотвірні чинники: сонячна енергія і підстильна поверхня, їхня взаємодія
ПРИГАДАЙТЕ
- Що є джерелом енергії всіх процесів, які відбуваються в атмосфері?
- Коли бувають дні сонцестоянь і рівнодень?
• Сонячне випромінювання і клімат. Відмінності в надходженні до Землі променевої енергії Сонця - сонячної радіації - основний чинник кліматичних відмінностей на Землі в цілому й на території України зокрема. Сонячна енергія надходить до земної поверхні двома потоками - у вигляді прямої і розсіяної сонячної радіації, які разом є сумарною сонячною радіацією.
Сумарна радіація вимірюється в мегаджоулях (МДж) на одиницю площі (1 м2). Пряма радіація надходить безпосередньо від 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. Сумарна сонячна радіація залежить від кута падіння сонячних променів та тривалості сонячного сяяння, показники яких збільшуються на території України в напрямку з північного заходу на південний схід. Так, узимку кут падіння сонячних променів змінюється від 23° на півдні до 15° на півночі, а влітку від 69° на півдні до 61° на півночі. Від цього залежить тривалість дня, яка, у свою чергу, визначає тривалість сонячного сяяння.
ВАША ДУМКА
Як відомо, тривалість сонячного сяйва - важливої характеристики радіаційного режиму - залежить від світлої частини доби, хмарності та збільшується на території України з північного заходу на південний схід. У наукових колах обговорюється проблема зниження тривалості сонячного сяяння через забруднення повітря різноманітними відходами від промисловості та транспорту. Яка ваша думка із цього питання? Чи дійсно забруднювальні речовини суттєво знижують надходження сонячної енергії в окремих регіонах України?
Зміни кута падіння сонячних променів пов’язані з рухом Землі навколо Сонця та нахилом земної осі до площини орбіти. Щоб обчислити кут падіння сонячних променів для конкретної території в дні рівнодення, необхідно від 90° відняти географічну широту даної місцевості 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. Наприклад, у місті Києві кут падіння сонячних променів у дні рівнодення дорівнює 39°33' (90°-50°27'=39°33'). У день літнього сонцестояння цей кут збільшиться на 23°27' і становитиме 63°. Це максимально можливий кут падіння сонячних променів у Києві впродовж року. У день зимового сонцестояння цей кут, навпаки, зменшиться на 23°27' і становитиме 16°06'. Це найменший кут падіння сонячних променів у Києві впродовж року.
Розташування України в помірних широтах зумовлює коливання у надходженні сумарної сонячної радіації впродовж року (мал. 55).
Мал. 55. Сумарна сонячна радіація (МДж/м2) • рік
ГЕОГРАФІЧНИЙ ІНТЕРАКТИВ
Проаналізуйте карту (мал. 55) і з’ясуйте: а) які території України отримують найбільшу й 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.
Аналізуючи карту, неважко помітити, що 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. Це пояснюється значно більшою хмарністю та меншою прозорістю повітря на північному заході України, унаслідок чого й зменшується кількість надходження сонячної енергії.
Частина сумарної сонячної радіації відбивається від поверхні Землі, а частина - поглинається нею (див. QR-код). 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 в цілому 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 з північного заходу на південний схід. Вплив радіаційного чинника більше відчувається влітку, коли спостерігається найбільший кут падіння сонячної енергії і суттєво більша кількість сумарної сонячної радіації.
• Підстильна поверхня та клімат. Так називають земну поверхню, яка при взаємодії з атмосферою впливає на її стан. Водна поверхня і суходіл, укрита снігом, рослинністю й розорана поверхня по-різному поглинають, відбивають енергію Сонця та віддають тепло. Наслідком цих процесів є температура земної поверхні та приземного шару повітря.
Більше сонячної радіації поглинають темні підстильні поверхні, наприклад розорані ґрунти, і тому краще нагріваються. 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. 56).
Мал. 56. Альбедо різних ділянок земної поверхні
Найвищі показники відбитої радіації взимку - до 65 % - зафіксовані на північному сході України та в Карпатах. Тут спостерігається найстійкіший сніговий покрив, який має високу відбивальну здатність поверхні - альбедо. У перекладі з латинської мови це слово означає «білизна», «білий». Дійсно, що світліша поверхня, то більше вона відбиває сонячної енергії. Улітку найменше радіації відбивають лісові масиви на Поліссі та в горах - до 16 %. Щоб дізнатися про вплив на клімат рельєфу та близькості до моря, дивіться QR-код.
ПІДСУМУЄМО!
- Сумарна сонячна радіація надходить на територію 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.
- Річний радіаційний баланс на території України додатний, він безпосередньо впливає на температуру повітря.
- На розподіл температури, вологості та атмосферних опадів впливає характер підстильної земної поверхні.
ТЕРМІНИ ТА ПОНЯТТЯ
Пряма сонячна радіація, розсіяна сонячна радіація, сумарна сонячна радіація, радіаційний баланс, підстильна земна поверхня, альбедо.
ПЕРЕВІРТЕ СВОЇ ЗНАННЯ ТА ВМІННЯ!
- 1. Чи запам’ятали? Що таке радіаційний баланс? Альбедо?
- 2. Чи зрозуміли? Чим відрізняється пряма сонячна радіація від розсіяної?
- 3. Чи можете застосувати? Обчисліть кут падіння сонячних променів у вашому населеному пункті в дні рівнодення та сонцестояння.
- 4. Чи можете проаналізувати? Користуючись картою сумарної сонячної радіації в атласі, порівняйте її кількість у крайніх північній і південній, західній і східній частинах території України. Поясніть відмінності в показниках.
- 5. Чи можете оцінити? Оцініть значення підстильної поверхні у формуванні клімату України.
Коментарі (0)