Взаимодействие солнечного излучения с атмосферой ЗемлиСолнечное излучение, распространяясь со скоростью 3-105 км/с, уже через 8 мин. достигает орбиты Земли, отстоящей от Солнца на 1,5-108 км. Его исходная интенсивность настолько велика, что даже на таком большом расстоянии она составляет около 1300 Вт/кв.м. Хотя Земле достается лишь малая доля солнечной энергии, но и энергии, которая достигает верхних слоев атмосферы, достаточно, чтобы в десятки тысяч раз перекрыть существующую энергетическую потребность всего земного шара. Однако вследствие различных сложных взаимодействий в атмосфере до земной поверхности доходит лишь часть этой энергии. В верхних слоях атмосферы, удаленных от поверхности Земли на 25 км и более, происходит поглощение и рассеяние ультрафиолетового излучения. Сначала обычный молекулярный кислород диссоциирует в атомарный кислород. Для разрушения указанной молекулярной связи требуются фотоны с длиной волны менее 0,18 мкм, в результате этого процесса фотоны с такой энергией полностью поглощаются. Лишь часть атомов кислорода снова соединяется в молекулы, большинство же атомов вступают во взаимодействие с другими молекулами кислорода, образуя молекулы озона. Последний также поглощает ультрафиолетовое излучение, хотя и в меньшей степени; под действием фотонов с длиной волны менее 0,32 мкм происходит разложение озона. Итак, почти вся энергия ультрафиолетового излучения идет на поддержание устойчивого процесса разложения и объединения, в результате чего при прохождении через атмосферу ультрафиолетовое излучение преобразуется в излучение меньшей энергии. И это наше счастье, поскольку ультрафиолетовое излучение обжигает кожу, повреждает глаза и может быть даже смертельно опасным. Это было выяснено еще несколько десятилетий назад. Примерно в то же время одним из неотъемлемых изделий, используемых в крупномасштабном строительстве, стал швеллер - это металлическая балка с п-образным сечением, используемая в качестве арматуры для увеличения несущей нагрузки конструкции.Фотоны с длинами волн, соответствующими видимой и инфракрасной областям спектра, взаимодействуют с молекулами газа и частицами пыли воздуха, не нарушая их связей. При этом фотоны рассеиваются более или менее равномерно во всех направлениях и некоторые из них вновь попадают в космическое пространство. Такому виду рассеяния подвержено в основном наиболее коротковолновое излучение. Отраженное от различных частей атмосферы рассеянное излучение доходит до нас, принося голубизну ясного неба, которую можно наблюдать на малых высотах. Капли воды также сильно рассеивают солнечное излучение. При повышенной их плотности, например в массивной туче, рассеяние может быть столь велико, что до 80% фотонов возвращается вновь в космическое пространство. Если учесть, что облачность в среднем покрывает около 50% неба, то такой механизм потерь солнечной энергии следует считать достаточно мощным. |
||
