Экология СПРАВОЧНИК

Горные обсерватории имели особое значение в ранних исследованиях солнечной радиации и солнечной постоянной — среднего потока солнечной радиации, получаемой поверхностью, перпендикулярной к солнечным лучам, вне атмосферы при среднем расстоянии Земли от солнца. Впервые измерения на вершине горы были проведены Ж. Виолем на Монблане в 1875 г. Ланглей [66, 67] также делал актинометрические наблюдения во время специальной экспедиции на г. Уитни (штат Калифорния) в 1881 г. Однако их оценки 1 солнечной постоянной были значительно больше, чем недавно принятое значение 1367 Вт/м 2 (1,96 кал/(см2-мин)). Длительные спектральные измерения впервые были проведены Дорно [28] в Давосе (1560 м) в 1908—1910 гг.[ ...]

Прежде чем рассматривать результаты наблюдений, дадим краткий обзор природы атмосферных воздействий на солнечную радиацию. Подробное теоретическое изложение вопроса можно найти в работах Сивкова [6], Кондратьева [64] и др. Сначала мы рассмотрим чистую, сухую атмосферу. В этом случае солнечная радиация испытывает молекулярное (рэлеевское) рассеяние и поглощение атмосферными газами.[ ...]

Длина пути солнечного луча через атмосферу выражается через оптическую массу атмосферы т = 1/зт9, где 9 — угловая высота солнца. Для большинства практических целей эта формула достаточно точна при 0 > 10°. На уровне моря зависимость между оптической массой атмосферы и высотой солнца определена следующим образом: для т= 1 0 = 90°, т — 2 0 = 30° и т=4 0=14°. Для сравнительных вычислений радиации на различных высотах используется абсолютная оптическая масса атмосферы М = т(р/ро), где р — давление на станции, р0=Ю00 гПа, используется для учета влияния плотности атмосферы на пропускание. Таким образом, на уровне 500 гПа значению М, равному 2, соответствует т —4 и 0 = 14°. Для идеальной (сухой и чистой) атмосферы прямая солнечная радиация на изобарической поверхности 500 гПа (приблизительно 5,5 км) на 5—12 % (в зависимости от высоты солнца) больше, чем на уровне моря (табл. 2.2). Это соответствует увеличению в среднем на 1—2 % на 1 км.[ ...]

Влияние облачного покрова на солнечную радиацию является сложной функцией высоты, по этому вопросу наиболее детальные данные также получены для Альп [90, 98, 99]. В июне и декабре на высоте 3000 м зависимость между суммарной солнечной радиацией и количеством облаков в горах почти линейная, а на меньших высотах при пасмурном небе вследствие более плотной облачности наблюдается более резкое уменьшение радиации (рис. 2.6). На рис. 2.7 представлена общая зависимость рассеянной радиации от количества облаков на четырех высотах над уровнем моря.[ ...]

Результаты исследований, проведенных в Альпах, в частности О. Экелем, указывают, что прямая УФ-В радиация на высотах от 200 и до 3500 м возрастает на 100 % летом и на 280 % зимой, тогда как соответствующий рост суммарной УФ-В радиации составляет только 34 и 72% соответственно (см. [90, с. 99—100]). Значения оптических масс атмосферы для этих данных не приведены, хотя в общем они находятся в соответствии с данными Колдуэлла. Вессели [102] использовал интерференционный фильтр и фотоэлементы в диапазоне 0,32—0,34 мкм и пришел к выводу, что в конце апреля 1964 г. на высоте 2700 м прямая ультрафиолетовая радиация составляла 90 % от соответствующего значения на Зоннблике (3106 м), а на высоте 1600 м — всего 73% (рис. 2.9).[ ...]

Рейтер и сотр. [88] также показали, что облачный покров оказывает меньшее влияние на суммарную ультрафиолетовую радиацию на больших высотах. Например, на Цугшпитце средняя ультрафиолетовая радиация для всех погодных условий за 1964-— 1971 гг. составляет 66 % средней ультрафиолетовой радиации для безоблачных дней, а на высоте 1780 м — 55% и на высоте 740 м (Гармиш) — 53% соответствующих значений для безоблачных дней. Максимальные интенсивности ультрафиолетовой радиации регистрируются несколько ниже верхней границы слоистообразных облаков, а не в безоблачных условиях, что является результатом рассеяния.[ ...]

Для инфракрасного конца спектра солнечного излучения (>0,65 мкм) также существует высотная зависимость. Например, Кондратьев (см. [64], с. 234), опираясь на исследования С. П. Попова в СССР, показал, что доля солнечного инфракрасного излучения в суммарной приходящей радиации возрастает от 64 % около уровня моря до 83 % на высоте 2000 м для постоянной оптической массы, равной трем. Соответствующее увеличение инфракрасной компоненты излучения наблюдается и в полярных широтах. И в том, и в другом случае оно является результатом меньшего содержания водяного пара и, следовательно, уменьшения ослабления радиации.[ ...]

Рисунки к данной главе:

Изменение прямой солнечной радиации с высотой в идеальной атмосфере (2) при т— 1 (по Кастрову, см. [64, с. 262]) и фактически наблюдающееся на горных станциях (/). (По данным из [10, 61, 81].)

Средние профили суммарной С и рассе яиной Р солнечной радиации и их отношение Р/С для средних широт. (По [39])

Зависимость прямой ультрафиолетовой радиации от высоты солнца для трех высот в Австрии 27— 28 апреля 1964 г. (в процентах от соответствующих значений на Зоннблике). (По [102].)

Аналогичные главы в дргуих документах: