Влияние солнечной радиации на географическую оболочку Земли - Курсовая работа

О Солнце и его энергии написаны сотни книг. И в этом нет ничего удивительного, ведь Солнце является основным источником энергии на нашей планете, приводящим в движение весь механизм метеорологических и климатообразующих процессов. Достаточно сказать, что на Землю поступает только одна двухмиллиардная доля этой энергии, но она составляет около 2,5?1018 кал/мин. Солнце - самая близкая к нам звезда, представляющая собой огромный светящийся газовый шар, диаметр которого примерно в 109 раз больше диаметра Земли, а его объем больше объема Земли примерно в 1 млн 300 тыс. раз. Солнце - это огромный раскаленный газовый шар, поэтому говорить о его размерах следует условно, понимая под ними размеры видимого с Земли солнечного диска.Энергия, излучаемая Солнцем, носит название солнечной радиации. Поступая на Землю, солнечная радиация в большей своей части превращается в тепло. Благодаря этому поверхность Земли получает некоторое количество тепла из внутренних частей. Некоторое количество тепла Земля получает от звезд и планет, но и она во много раз (приблизительно в 30 млн.) меньше тепла, поступающего от Солнца.В атмосфере солнечная радиация на пути к поверхности земли частично поглощается, а частично рассеивается и отражается от облаков и земной поверхности. В атмосфере наблюдается три вида солнечной радиации: прямая, рассеянная и суммарная. Прямая солнечная радиация - радиация, приходящая к земной поверхности непосредственно от диска Солнца. 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 весь земной шар в целом так мал в сравнении с расстоянием до Солнца, что всю солнечную радиацию, падающую на него, без заметной погрешности можно считать пучком параллельных лучей.Для измерения прямой и рассеянной солнечной радиации, радиационного баланса и других видов радиации существует много приборов как с визуальными отчетами, так и с автоматической регистрацией. Приборы для измерения прямой солнечной радиации называют пиргелиометрами и актинометрами, для измерения рассеянной радиации - пиранометрами, для измерения радиационного баланса - балансомерами. Для измерения радиации применяется зачерненная металлическая пластинка, которая по своим поглощающим свойствам практически идентична абсолютному черному телу, т.е. поглощает и превращает в тепло всю падающую на нее радиацию. Через затемненную пластинку пропускается ток от батареи, пока пластинка не нагреется до той же температуры, до которой нагрелась солнечными лучами первая пластинка; тогда термоэлектрический ток исчезает. По силе пропущенного «компенсирующего» тока можно определить с помощью Джоуля-Ленца количество тепла, полученному от Солнца первой пластинкой.Интенсивность солнечной радиации перед вступлением ее в атмосферу (обычно говорят: «на верхней границе атмосферы» или «в отсутствие атмосферы») называют солнечной постоянной. Смысл слова постоянная состоит здесь в том, что эта величина не зависит от поглощения и рассеяния радиации в атмосфере. Она относится к радиации, на которую атмосфера еще не повлияла. Солнечная постоянная зависит, таким образом, только от излучательной способности Солнца и от расстояния между Землей и Солнцем. Земля вращается вокруг Солнца по мало растянутому элипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.Проходя сквозь атмосферу, солнечная радиация частично рассеивается атмосферными газами и аэрозольными примесями к воздуху и переходит в особую форму рассеянной радиации. Нерассеянная и непоглощенная в атмосфере прямая солнечная радиация достигает земной поверхности. В результате поглощения и рассеяния радиации в атмосфере прямая радиация, дошедшая до земной поверхности, изменена в сравнении с тем, что было на границе атмосферы.В атмосфере поглощается около 23 % прямой солнечной радиации. Причем поглощение это избирательное: разные газы поглощают радиацию в разных участках спектра и в разной степени. Азот поглощает радиацию только очень малых длин волн в ультрафиолетовой части спектра. В несколько большей степени, но все же очень мало поглощает солнечную радиацию кислород в двух узких участках видимой части спектра и в ультрафиолетовой его части. Несмотря на очень малое содержание его в атмосфере, он полностью поглощает солнечную радиацию с длиной волны менее 0,29 мкм, вследствие чего в спектре солнечной радиации у земной поверхности такие волны не наблюдаются.Прямая солнечная радиация на пути сквозь атмосферу ослабляется не только поглощением, но и путем рассеяния, причем ослабляется более значительно. При рассеянии частица, находящаяся на пути распределения электромагнитной волны, непрерывно «извлекает» энергию из падающей волны и переизлучает ее по всем направлениям. Следовательно, рассеянием называется преобразование частицы прямой солнечной радиации, которая до рассеяния распространяется в виде параллельных лучей в определенном направлении, в радиацию, идущую по всем направлениям. Рассеяние происходит в оптическ

Содержание

Введение

1. Понятие о солнечной радиации

1.1 Виды солнечной радиации

1.2 Методы измерения радиации

2. Интенсивность солнечной радиации, и ее распределение

3. Изменение солнечной радиации

3.1 Поглощение солнечной радиации в атмосфере

3.2 Рассеяние солнечной радиации в атмосфере

3.3 Явления, связанные с рассеянием радиации

4. Солнечная радиация у земной поверхности

4.1 Влияние солнечной радиации на растительный и животный мир

4.2 Использование солнечной радиации человеком

5. Сезонные изменения солнечной радиации

Заключение

Список использованных источников

О Солнце и его энергии написаны сотни книг. О нем пишут физики и химики, астрономы и астрофизики, географы и геологи, биологи и инженеры. И в этом нет ничего удивительного, ведь Солнце является основным источником энергии на нашей планете, приводящим в движение весь механизм метеорологических и климатообразующих процессов.

Энергия Солнца, которая в основном выделяется в виде лучистой энергии, так велика, что ее трудно даже себе представить. Достаточно сказать, что на Землю поступает только одна двухмиллиардная доля этой энергии, но она составляет около 2,5?1018 кал/мин. По сравнению с этим все остальные источники энергии, как внешние (излучение луны, звезд, космические лучи), так и внутренние (внутренние тепло Земли, радиоактивное излучение, запасы каменного угля, нефти и т.д.) пренебрежительно малы.

Солнце - самая близкая к нам звезда, представляющая собой огромный светящийся газовый шар, диаметр которого примерно в 109 раз больше диаметра Земли, а его объем больше объема Земли примерно в 1 млн 300 тыс. раз. Средняя плотность Солнца составляет около 0,25 от плотности нашей планеты [1].

Температура на поверхности Солнца около 6000 ОК. При такой высокой температуре железо и другие металлы не просто плавятся, а превращаются в раскаленные газы. Поэтому на Солнце нет ни твердых, ни жидких веществ: там только раскаленный газ. Солнце - это огромный раскаленный газовый шар, поэтому говорить о его размерах следует условно, понимая под ними размеры видимого с Земли солнечного диска.

Внутренняя часть солнца не доступна наблюдению. Она представляет собой своеобразный атомный котел гигантских размеров, где температура достигает 15 миллиардов градусов. Такая высокая температура внутри Солнца существует уже несколько миллиардов лет и будет существовать еще примерно столько же. Что же происходит внутри Солнца? Почему не гаснет этот гигантский костер? Астрономы, физики долго размышляли над вопросом: каким же образом миллиарды лет поддерживается очень высокая температура внутри Солнца? Большинство ученых считает, что внутри Солнца химический элемент водород превращается в другой химический элемент гелий. Частички водорода объединяются в более тяжелые частички, при этом объединении выделяется энергия в виде света и тепла, которая рассеивается Солнцем в космическом пространстве и приходит на Землю, чтобы дать жизнь всему живому [2].

Цель: изучить влияние солнечной радиации на географическую оболочку Земли.

Задачи: a) выяснить, что такое солнечное радиация;

б) описать виды радиации;

в) изучить, как солнечная радиация влияет на растительный и животный мир;

г) привести примеры использования солнечной энергии;

д) проанализировать сезонное изменение солнечной радиации на земной поверхности.