ПРОЗРАЧНОСТЬ АТМОСФЕРЫ. Способность атмосферы пропускать радиацию, коротковолновую или длинноволновую, интегральную или в определенном участке спектра. Выражается различными характеристиками прозрачности атмосферы.[ ...]
В атмосфере лучистая энергия ослабляется из-за поглощения или рассеяния света частицами дыма, пыли, каплями влаги, поэтому необходимо учитывать степень прозрачности атмосферы. Падающее на объект световое излучение частично поглощается или отражается. Часть излучения проходит через прозрачные объекты: стекло окон пропускает до 90% энергии светового излучения, которое способно вызвать пожар внутри помещения. Таким образом, в городах и на ОЭ возникают очаги горения. Так, при ядерной бомбардировке Хиросимы возник огневой шторм, который бушевал 6 часов. При этом центр города выгорел дотла (более 60 тыс. домов), а скорость ветра, направленного к центру взрыва, достигала 60 км/ч.[ ...]
В атмосфере всегда в виде взвеси или гидрометеоров присутствует аэрозоль, которая интенсивно рассеивает и поглощает оптическое излучение. Гигроскопические активные Малые частички являются центральными процессами конденсации и сублимации водяного пара. Они способствуют образованию туманов и облаков. Аэрозоль и вещества на его основе играют решающую роль в пространственно-временных трансформациях прозрачности атмосферы.[ ...]
В атмосфере в очень небольших количествах присутствуют газы, имеющие сильные линии поглощения в окнах прозрачности атмосферы, и эти линии мало перекрываются линиями поглощения других атмосферных газов. Наиболее важными из этих газов являются фреоны СБСЛз и СР2С12 (см. табл. 1.1). Из-за низкой концентрации поглощение в центре спектральных линий является не насыщенным, поэтому их парниковое нагревание линейно зависит от концентрации (см. рис. 1.4).[ ...]
Осредненный коэффициент прозрачности атмосферы р, приведенный к стандартной массе атмосферы (напр., пг = 1) для исключения его виртуального дневного хода. Приведение производится с помощью эмпирических формул и применяется только к величинам, осредненным за некоторый интервал времени.[ ...]
Значение коэффициента прозрачности рт, определенное для интегральной радиации.[ ...]
ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЗРАЧНОСТИ АТМОСФЕРЫ. См. коэффициент прозрачности, коэффициент ослабления, фактор мутности, коэффициент мутности и другие термины, в состав которых входят перечисленные выше.[ ...]
При одной и той же прозрачности атмосферы и высоте Солнца поток суммарной радиации возрастает при увеличении альбедо. Это происходит вследствие роста, по мере увеличения альбедо, рассеянной радиации и неизменности, при указанных выше условиях, прямой радиации. В табл. 2.11, составленной по данным справочника «Атмосфера», приведены месячные суммы возможной суммарной радиации.[ ...]
К. П. характеризует прозрачность атмосферы для солнечной радиации.[ ...]
При идеальных условиях прозрачности атмосферы, освещенность при безоблачной погоде на Солнце колеблется от 700 (перед восходом) до 90 000 лк (при высоте стояния 60°).[ ...]
Существенное влияние па -прозрачность атмосферы -оказывает степень ее влажности, так как чем больше влаги в воздухе, тем больше тепла теряет солнечный луч по пути к земле. В процессе многолетник наблюдений в пунктах с различной влажностью при одинаковой высоте солицестояиия выведена определенная зависимость между влажностью и радиацией.[ ...]
ИНТЕГРАЛЬНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ ПРОЗРАЧНОСТИ. Коэффициент прозрачности атмосферы для интегральной радиации.[ ...]
Фотохимические процессы в атмосфере уже не в состоянии перерабатывать загрязняющие вещества и восстанавливать баланс в природе. Накопление в воздухе углекислого газа, поступающего с выхлопными газами автомобилей, дымовыми газами тепловых станций и горно-металлургических предприятий, а также от факелов нефтехимических, нефтеперерабатывающих и других заводов, может привести к глобальной катастрофе на нашей планете. Увеличение количества диоксида углерода вызывает парниковый эффект, обусловленный изменением прозрачности атмосферы, уменьшением рассеяния и отражения солнечного света и приводящий к более высокому нагреву внутренних слоев атмосферы. Значительную долю в антропогенное загрязнение атмосферы вносят и другие парниковые газы.[ ...]
При лазерном зондировании атмосферы необходимо, чтобы длина волны излучения лазера соответствовала спектральному окну прозрачности атмосферы [8,15].[ ...]
Один из основных показателей прозрачности атмосферы — это степень облачности [2], которая по ряду районов страны приведена в табл. 3 (а % к общему числу дней в среднем за год).[ ...]
Применительно к интегральной прозрачности атмосферы, измеряемой актинометрически прибором (соя = const), явление увеличения интегральной прозрачности атмосферы с увеличением оптической массы, называется эффектом Форбса [126] (табл. 3.1).[ ...]
Ослабление солнечного потока в атмосфере зависит от высоты Солнца над горизонтом Земли и прозрачности атмосферы. Чем меньше высота его над горизонтом, тем большее число оптических масс атмосферы проходит солнечный луч. За одну оптическую массу атмосферы принимают массу, которую проходят лучи при положении Солнца в зените (рис. 3.1).[ ...]
| Излучение Солнца и Земли, окна прозрачности атмосферы и основные съемочные диапазоны |  |
В главе 1 мы обсудили роль в загрязнении атмосферы пылевых выбросов промышленных предприятии, тепловых электростанций, пыльных бурь и других источнике® мельчайших твердых частиц, пыли, попадающей в атмосферу в результате человеческой деятельности. Вклад техногенного запыления атмосферы в изменения альбедо может быть двояким. С одной стороны, уменьшение прозрачности атмосферы увеличивает отражение и рассеяние в пространстве солнечного излучения. В то же время за-пыление горных ледников и заснеженных поверхностей снижает их отражательную способность и ускоряет таяние.[ ...]
| Поглощение тепла в водяном паре и прозрачность атмосферы |  |
Из выражения (3.4) следует, что эффективная прозрачность атмосферы, в отличие от спектральной прозрачности, зависит от оптической массы т (или высоты солнца 0). Расчет показывает, что РЭф обычно увеличивается с увеличением т (табл. 3.1).[ ...]
С целью контроля за аэрозольным загрязнением атмосферы в СССР Главной геофизической обсерваторией им. А. И. Воейкова была создана сеть станций для наблюдений за оптической плотностью аэрозоля и спектральной прозрачностью атмосферы [46, 96]. На указанной сети станций наблюдения за оптической плотностью аэрозоля проводятся в ультрафиолетовой и видимой областях спектра начиная с 1972 г. На рис. 3.8 показаны некоторые результаты таких наблюдений. Как видно из рисунка, оптическая плотность аэрозоля в области спектра 370—530 нм в основном уменьшается с ростом длины волны. В области спектра 325—370 нм отмечается как увеличение 8 , с ростом Я, так и уменьшение 6 и нейтральный ход этой величины. Из рис. 3.8 следует, что теоретические расчеты 8 , [54] не противоречат экспериментальным данным.[ ...]
Для получения информации об оптических свойствах атмосферы, их временной и пространственной изменчивости наряду со специальными спектрометрическими измерениями используются данные стандартных сетевых актинометрических наблюдений. По измерениям энергетической яркости прямой солнечной радиации рассчитывается интегральный коэффициент прозрачности атмосферы, который приводится к массе 2 или к массе 1.[ ...]
Вследствие изменения альбедо земной поверхности, прозрачности атмосферы и увеличения поступающей в атмосферу теплоты нарушается энергетический баланс планеты. Альбедо изменяется при культивировании отдельных видов растительности, а также при орошении или осушении поверхности Земли. Частицы пыли, поступающие в атмосферу, некоторое время остаются в ней, сокращая проникновения ультрафиолетового излучения и образуя ядра конденсации. Поэтому запыленность атмосферы способствует увеличению количества отраженного солнечного излучения и уменьшению количества излучения, достигающего поверхности Земли.[ ...]
При распространении лазерных пучков в турбулентной атмосфере происходит их уширение и, следовательно, уменьшение интенсивности поля излучения в приосевой области. Если пучок перехватывается приемной апертурой не полностью, это приводит к снижению уровня принимаемых сигналов, которое можно интерпретировать как кажущееся понижение прозрачности атмосферы, связанное с турбулентностью.[ ...]
Если длина волны лазерного излучения попадает в окно прозрачности атмосферы, то вклад поглощения будет мал и а(г) будет описываться функцией рассеяния Ми. Из-за присутствия в атмосфере частиц постоянных форм и размеров связь между объемным коэффициентом обратного рассеяния и коэффициентом поглощения остается неопределенной. Это приводит к затруднениям при идентификации результатов измерения абсолютных концентраций частиц.[ ...]
Туман — аэрозоль в капельно-жидкой дисперсной фазе. В атмосфере Т. — это скопление водяных капелек, ледяных кристаллов и др. твердых ее частиц в приземном слое. Т. сокращает дальность видимости, создавая препятствия в работе транспорта, увеличивает коррозию металлов, а при резком снижении прозрачности атмосферы приводит к уменьшению урожаев. Токсичные Т. — смоги, особенно радиоактивные, опасны для здоровья людей и р. живых организмов.[ ...]
Погрешность определения концентрации, обусловленная изменением прозрачности атмосферы на длинах волн излучения лазера и спонтанным комбинационным расширением для малых расстояний и больших МДВ, незначительна. При увеличении трассы зондирования и ухудшении прозрачности атмосферы ошибка возрастает, и ее необходимо учитывать.[ ...]
Энергетическая освещенность прямой радиации зависит от высоты Солнца и прозрачности атмосферы и возрастает с увеличением высоты места над уровнем моря. В основных земледельческих районах России летом полуденные значения энергетической освещенности прямой радиации находятся в пределах 700-900 Вт/м2. На высоте 1 км увеличение составляет 70-140 Вт/м2. На высоте 4-5 км освещенность прямой радиации превышает 1180 Вт/м2. Облака нижнего яруса обычно почти полностью не пропускают прямую радиацию.[ ...]
Ведущим фактором глобального потепления считают уменьшение спектральной прозрачности атмосферы для длинноволнового обратного излучения от поверхности Земли, т.е. усиление парникового эффекта. Парниковый эффект создается наличием в атмосфере паров воды и ряда газов — СО2, СО, СН4, NOx, ХФУ и др., названных парниковыми газами. По многочисленным данным, обобщенным в последнее время Международной группой экспертов по проблеме изменения климата (МГЭИК), существует довольно высокая положительная корреляция между концентрацией парниковых газов и отклонениями глобальной температуры атмосферы. Техногенная эмиссия парниковых газов в настоящее время уже заметно превышает их выделение болотами и действующими вулканами. Лесные пожары как источник парниковых газов тоже должны быть отнесены к антропогенным воздействиям. Динамика средних концентраций четырех газов за последние 200 лет отражена на рис. 7.6.[ ...]
| Зависимость освещенности прямыми лучами Солнца от его высоты (/г0) и прозрачности атмосферы рТ |  |
Зависимость яркости (Вяа) безоблачного неба от высоты Солнца при средних условиях прозрачности атмосферы в Москве можно проследить по данным табл. 6.12.[ ...]
Задымление воздуха ведет к ухудшению микроклимата города: увеличению числа туманных дней, уменьшению прозрачности атмосферы и обусловленному им снижению видимости, освещенности, ультрафиолетовой радиации.[ ...]
Внешний слой Солнца, наблюдаемый нами, называется фотосферой. Над фотосферой располагается светящаяся, почти прозрачная атмосфера Солнца. Атмосфера Солнца состоит из сильно разреженных газов. Нижний слой солнечной атмосферы высотой около 500 км называется обращающим слоем. Верхний, до высот 12-14 тыс. км — хромосферой. Над хромосферой до высот в несколько радиусов Солнца располагается внешняя оболочка Солнца, или солнечная корона.[ ...]
Соотношение между прямой и рассеянной радиацией в составе суммарной радиации зависит от высоты Солнца, облачности и загрязненности атмосферы. С увеличением высоты Солнца доля рассеянной радиации при безоблачном небе уменьшается. Чем прозрачнее атмосфера, тем меньше доля рассеянной радиации. При сплошной плотной облачности суммарная радиация полностью состоит из рассеянной радиации. Зимой вследствие отражения радиации от снежного покрова и ее вторичного рассеяния в атмосфере доля рассеянной радиации в составе суммарной заметно увеличивается.[ ...]
Световой режим. Количество достигающей поверхности Земли радиации обусловлено географической широтой местности, продолжительностью дня, прозрачностью атмосферы и углом падения солнечных лучей. При разных погодных условиях к поверхности Земли доходит 42 — 70% солнечной постоянной (рис. 4.1). Проходя через атмосферу, солнечная радиация претерпевает ряд изменений не только в количественном отношении, но и по составу. Коротковолновая радиация поглощается озоновым экраном и кислородом воздуха. Инфракрасные лучи поглощаются в атмосфере водяными парами и диоксидом углерода. Остальная часть в виде прямой или рассеянной радиации достигает поверхности Земли (рис. 5.39).[ ...]
Аэрозоли (от греч. — воздух и нем. — коллоидный раствор) — твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в газообразной среде (атмосфере) . Их источниками являются как естественные (извержение вулканов, пыльные бури, лесные пожары и др.), так и антропогенные факторы (ТЭЦ, промышленные предприятия, обогатительные фабрики, сельское хозяйство и пр.). Так, в 1990 г. в мире выброс в атмосферу твердых частиц (пыли) составил 57 млн т. Особенно много техногенной пыли образуется при сжигании каменного или бурого угля на ТЭЦ, при производстве цемента, минеральных удобрений и т. д. На основе изучения содержания взвешенных частиц в атмосфере на 100 станциях глобального мониторинга (за период 1976—1985 гг.) получено, что наиболее загрязненными городами являются Калькутта, Бомбей, Шанхай, Чикаго, Афины и др. Эти искусственные аэрозоли вызывают ряд негативных явлений в атмосфере (фотохимический смог, уменьшение прозрачности атмосферы и т. п.), что особенно вредно для здоровья городских жителей.[ ...]
Смещение максимума эффективной спектральной чувствительности прибора в длинноволновую область спектра при увеличении проходимой лучом оптической массы атмосферы происходит вследствие уменьшения прозрачности атмосферы с уменьшением длины волны. При увеличении оптической массы прозрачность атмосферы в наклонном направлении в коротковолновой области спектра уменьшается быстрее, чем в длинноволновой, что и приводит к смещению максимума эффективной спектральной чувствительности прибора в длинноволновую область спектра.[ ...]
Ландшафтно-климатические зоны играют существенную роль в ходе биогенного круговорота. В частности, в наземной среде ярко выражена ведущая роль зеленых растений. Прозрачность атмосферы определяет обстоятельство достижения поверхности планеты потоком солнечного излучения. Практически половину его составляет фотосинтетически активная радиация с длиной волны 380—710 нм.[ ...]
Для измерения концентрации озона по поглощению инфракрасного излучения Земли и Солнца обычно используется полоса 9,59 мкм, которая находится в центре длинноволнового окна прозрачности атмосферы 8—13 мкм. Эта полоса поглощения озона состоит из большого числа линий, и ее тонкую структуру экспериментально разрешить не удается. Другие полосы поглощения озона в инфракрасной области или перекрываются более сильными полосами поглощения Н20 и С02, или имеют малую интенсивность.[ ...]
Освещенность на поверхности Земли варьирует в широких пределах. Все зависит от высоты стояния Солнца над горизонтом или угла падения солнечных лучей, длины дня и условий погоды, прозрачности атмосферы (рис. 5.40,5.41).[ ...]
СПЕКТРАЛЬНАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ. Поляризация рассеянного света в отдельных спектральных участках. Степень С. П. растет с увеличением длины волны света и находится в сложной зависимости от высоты солнца, состояния атмосферы и характера подстилающей поверхности. С ростом помутнения атмосферы максимум поляризации смещается к более коротким волнам СПЕКТРАЛЬНАЯ ПРОЗРАЧНОСТЬ АТМОСФЕРЫ. Прозрачность атмосферы для солнечной радиации различных длин волн. См. спектральный коэффициент прозрачности.[ ...]
Пыль и аэрозоли не только затрудняют дыхание, но и приводят к климатическим изменениям, поскольку отражают солнечное излучение и затрудняют отвод тепла от Земли. Например, так называемые смоги в очень населенных южных городах (Мехико — 22 млн жителей и др.) снижают прозрачность атмосферы в 2—5 раз.[ ...]
Наблюдения [47], проведенные после Юнге как с помощью непосредственных измерений [43, 48], так и с помощью лидара, показали, что концентрация частиц в нижнем слое стратосферы может сильно изменяться в течение нескольких лет. Так, после извержения вулкана Маунт Эганг в 1963 г. в стратосфере отмечалось увеличение концентрации частиц. В течение нескольких лет прозрачность атмосферы увеличивалась, и проведенные недавно измерения с помощью лидара показали, что прозрачность достигла значения, наблюдавшегося перед извержением. Тем не менее извержение Эганга, вместе с другими такими же явлениями, привело к увеличению массы пыли в стратосфере примерно в 30 раз.[ ...]
Для аналитических целей наибольший интерес представляет ИК-область спектра в диапазоне от 2 до 20 мкм, так как почти все газообразные загрязняющие вещества имеют в этой области колебательно-вращательные переходы. Отдельные интервалы в этой области спектра не используются вследствие интенсивного поглощения в главных поглощающих составляющих чистой атмосферы — Н20, С02 и Ы20. Наиболее удобными для анализа являются «окна прозрачности» атмосферы в интервалах 1,9—2,5; 3,4—4,2; 4,5—5,2; 8—13 мкм. В дальней ИК-области спектра от 20 до 2000 мкм атмосфера непрозрачна из-за интенсивной вращательной полосы Н20. Миллиметровый диапазон содержит интенсивные вращательные линии загрязняющих веществ, однако здесь наблюдается значительное перекрытие полос, обусловленное уширением из-за столкновения молекул при атмосферном давлении.[ ...]
Между биосферой и техносферой нет конкуренции за ресурсы недр. Экологические проблемы создаются скорее их избыточной эмиссией. Вмешательство техногенеза в вещественно-энергетический баланс планеты постоянно нарастает и достигло угрожающего уровня. Это обусловлено, во-первых, воздействием на растительность как главного преобразователя солнечной энергии и двигателя биотического круговорота на Земле; во-вторых, тепловым загрязнением атмосферы; в-третьих, химическим загрязнением среды и изменением спектральной прозрачности атмосферы. Главным источником указанных угроз является использование ресурсов недр.[ ...]
Для достаточно строгого описания излучения и поглощения атмосферными газами развит ряд сложных методов и моделей (см., например, [7] и имеющуюся там библиографию). Поглощение наблюдается в многочисленных колебательно-вращательных полосах Н2О, СО2, СО, 03, 02, СН4, Ы02, N20, N0, БОг и других газов [5]. Для длин волн больше примерно 4 мкм эти газы, исключая 02, излучают большое количество тепловой (длинноволновой) радиации Кроме селективного излучения и поглощения линиями в окнах прозрачности атмосферы имеет место континуальное излучение и поглощение, обусловленное далекими крыльями линий. Воздействие газов на солнечную (коротковолновую) и тепловую радиацию зависит от целого ряда факторов и может сильно измениться с ростом высоты. Для средних безоблачных атмосферных условий оценки нагревания и выхолаживания атмосферы, обусловленные только поглощением и излучением парниковыми газами, представлены на рис. 3.5 [12, 22]. Видно, что-доминирующим парниковым газом в тропосфере является водяной пар, тогда как озон и углекислый газ являются ответственными за тепловой баланс в более высоких слоях атмосферы.[ ...]
Этот метод позволяет детектировать и ряд молекул (СЬ, N2, Н2), не имеющих полос поглощения в ИК-области спектра, что обеспечивает потенциальную возможность селективного анализа многокомпонентных смесей. ИК-область спектра в диапазоне 2—20 мкм представляет наибольший интерес и для контроля воздуха рабочей зоны, так как практически все газообразные вредные вещества имеют в этой области колебательно-враща-тельные переходы. Наиболее удобными для анализа являются «окна прозрачности» атмосферы в интервалах 1,9—2,5, 3,4—4,2, 4,5—5,2 и 8—13 мкм, свободных от фонового поглощения С02, Н20 и других составляющих атмосферы.[ ...]
По словам В. И. Вернадского, человечество еще в конце прошлого века стало глобальной геологической силой. Доступные ему естественные ресурсы почти полностью вовлечены в хозяйственный оборот. Нередко наблюдается их переэксплуатация, что и является основой экологического кризиса. В него так или иначе включены глобальные естественные ресурсы, хотя многие из них считаются всемирным нетоварным достоянием. Отсутствие формальной цены у солнечного света, воздуха атмосферы и морской воды не означает, что она нулевая. Это следует хотя бы из того, что для сохранения прозрачности атмосферы (от чего зависит интенсивность потока энергии, доходящего до поверхности Земли от Солнца), ее чистоты (стабильного газового состава) и качества морских вод уже требуются значительные усилия, а следовательно, трудовые и материально-денежные затраты. Они различны у разных стран, но мировое сообщество постепенно приходит к мысли, что Земля и ее ресурсы принадлежат всем планетя-нам — людям. И все естественные богатства так или иначе глобально распределяются между всеми, особенно экологические условия обитания. Лодка планеты одна на всех. Она мала и стала ненадежной под ударами техники, антропогенным давлением.[ ...]
Дневному времени при безоблачном небе соответствует аналогичный схематический рис. 242, б. Как видим, здесь, кроме такого же узкого пояса над горизонтом, существует еще участок, покрытый штриховкой в клетку. Это — небольшой участок небесного свода близ самого Солнца; на его границах эффективное излучение равняется нулю, а от его поверхности идет к морю излучение, которое преобладает над обратным излучением моря. На рис. 243 изображены разрезы небесного свода: по вертикалу Солнца (а) и в горизонтальной плоскости (б), проходящей через диск Солнца. По оси абсцисс отложены значения угла а = 90 — г э, по оси ординат — эффективное излучение, принимаемое за единицу при направлении к зениту. Ему придан знак минус (отсчитывается вверх от оси абсцисс). Под осью абсцисс лежит область, где излучение небесного свода к морю преобладает над обратным излучением моря. При уменьшении прозрачности атмосферы под влиянием повышенного содержания в ней водяного пара «положительный» участок небесного свода вокруг Солнца увеличивается на схемах, аналогичных рис. 242, и своеобразная «воронка» на схемах, аналогичных рис. 243, становится более широкой.[ ...]