Интенсивность прямой солнечной радиации

Радиацию, приходящую к земной поверхности непосредст­венно от солнечного диска, называют прямой солнечной радиа­цией, в отличие от радиации, рассеянной в атмосфере. Солнеч­ная радиация распространяется от Солнца по всем направле­ниям. Но расстояние от Земли до Солнца так велико, что прямая радиация падает на любую поверхность на Земле в виде пучка параллельных лучей,исходящего как бы из бесконечности. Даже Земной шар в целом так мал в сравнении с расстоянием от Солнца, что всю солнечную радиацию, падающую на него, без заметной погрешности можно считать пучком параллельных лучей.

Приток прямой солнечной радиации на земную поверхность или на любой вышележащий уровень в атмосфере характеризуется интенсивностью радиации I, т. е. количеством лучистой энергии, поступающим за единицу времени (одну минуту) на единицу площади (один квадратный сантиметр), перпендикуляр­ной к солнечным лучам. Эту величину называют еще потоком радиации, а также плотностью потокарадиации. Мы сохраним здесь традиционное для нее в метеорологии и более удобное название интенсивности радиации. Учтем только, что в светотех­нике термин «интенсивность» применяется в другом значении.

Рис. 9. Приток солнечной радиации на поверх­ность, перпендикулярную к лучам (АВ), и на го­ризонтальную поверхность (АС).

Легко понять, что единица площади, расположенной перпендикулярно к солнечным лучам, получит максимально возможное в данных условиях количество радиации. На единицу горизон­тальной площади придется меньшее количество лучистой энер­гии

где h — высота солнца (рис. 9).

В самом деле, на горизонтальную площадку s' приходится количество радиации I's', равное количеству радиации Is, при­ходящему на перпендикулярную к лучам площадку s:

Но площадка s относится к площадке s', как АВ к АС; отсюда

Очевидно, что I' равно I только тогда, когда Солнце в зените, а во всех остальных случаях I' меньше I.

Приток прямой солнечной радиации на горизонтальную по­верхность часто называют инсоляцией,хотя этот термин приме­няется и в более общем значении.

Все виды энергии взаимно эквивалентны. Поэтому лучистую энергию можно выразить в единицах любого вида энергии, на­пример в тепловых или механических. Естественно выражать ее в тепловых единицах, потому что измерительные приборы осно­ваны на тепловом действии радиации: лучистая энергия, почти полностью поглощаемая в приборе, переходит в тепло, которое и измеряется. Таким образом, интенсивность прямой солнечной радиации будет выражаться в калориях на квадратный санти­метр в минуту (кал/см²мин). Интенсивность радиации для опре­деленной длины волны λ(вернее, для узкого участка спектра около длины волны λ) будет дальше обозначаться I_λ. Калория на квадратный сантиметр (кал/см²) носит еще название ланглей.

Дата добавления: 2015-07-13