Интенсивность солнечного излучения на поверхности ЗемлиСледует сказать о явлении, которое называется полярным днем и наблюдается летом вблизи полярного круга. В период полярного дня Солнце все время находится нал горизонтом. При восходе и заходе Солнца h = 0. Это произойдет при углах т в каждом из двух случаев, близких к полудню, для которых cos ф • cps б • cos т = -- sin ф • sin б,то есть cosr = - tg ф • tg б. Например, в Соединенном Королевстве (ф = 52°) имеем т = 124° (8,3 часа при 15° в час) перед полуднем и после него в середине лета (б = 23,5°) и т = 56° (3,7 часа) в середине зимы (б =-23,5°). Увеличение продолжительности светового дня летом заметно даже в тропиках (ср = 23,5°), где, особенно в период летнего солнцестояния, Солнце находится над горизонтом около 13,5 ч. Как видно из рис. 8, Солнце там в это время года в полдень находится непосредственно над головой и в течение всего дня азимут остается близким к 90°. Позже мы покажем, сколь важное значение подобное обстоятельство может иметь для тропических стран. Интенсивность солнечного излучения у земной поверхности в основном зависит от двух факторов: угла наклона лучей к плоскости поверхности в данной точке и длины пути лучей в атмосфере. Оба эти фактора зависят от высоты Солнца h. Если через L обозначить интенсивность излучения, падающего на горизонтальную поверхность под углом i к ее нормали, то интенсивность облучения этой поверхности определяется произведением L -cosi. Наклон любой поверхности, например склона горы или крыши дома, можно задать через направление нормали к ней (то есть так же, как мы определили кажущееся положение Солнца) путем задания высоты и азимута. Не следует глубоко вникать в подробности расчета интенсивности излучения, падающего на такие наклонные поверхности, однако следует хотя бы в общих чертах описать метод подобных расчетов. В результате соответствующих тригонометрических преобразований мы получаем уравнение, позволяющее определить угол L между направлением солнечных лучей и нормалью к освещаемой поверхности: cos L = cos (h - -ф) + cos h • cos -ф cos (A - I) - Ц. (2.6) Из уравнения видно, что для поверхности, нормаль к которой лежит в той же вертикальной плоскости, что и Солнце. Поскольку толщина атмосферы Земли много меньше ее радиуса, при вертикальном падении лучей длина пройденного ими пути в атмосфере почти обратно пропорциональна. Кривизну Земли необходимо учитывать только при очень малой высоте Солнца. Такое упрощение очень удобно. Для измерения длины пути солнечных лучей в атмосфере метеорологи пользуются специальной единицей, называемой воздушной массой. Единице воздушной массы соответствует путь, пройденный лучами при вертикальном падении. Тогда для любой высоты Солнца воздушная масса равна 1/sin h. Такое допущение вполне оправдано, поскольку рассеяние и поглощение солнечного излучения при этом пропорциональны длине пути лучей, измеренной в воздушных массах Например, если угол h принимает значения 42, 30 и 20°, то воздушная масса соответственно равна 1,5; 2; 3. В период зимнего солнцестояния в Северной Европе или центральной Канаде максимальное значение высоты Солнца не превышает 15°, следовательно, величина воздушной массы равна 4, поэтому даже в полдень фактический путь солнечных лучей в атмосфере в 4 раза превышает их путь при вертикальном падении. Дополнительная информация: удобство использования электроприборов во многом зависит от их правильного расположения в помещении и надежности. Однако, электрофурнитура должна также обеспечивать безопасность эксплуатируемого оборудования, что немаловажно. |
||
