// Вие четете...

Атмосфера

Поглъщане и разсейване на слънчевата радиация.

„Основа на умението е усърдието.“

Поглъщане и разсейване на слънчевата радиация от земната атмосфера.

Слънчевата радиация, постъпваща на горната граница на атмосферата на Земята, преди да достигне до земната повърхност претърпява редица съществени изменения. Част от нея се разсейва от молекулите на въздуха и съдържащите се в нея твърди и течни примеси, а една част се поглъща.
Към основните газове, поглъщащи слънчева радиация се отнасят водната пара, озонът, въглеродния двуокис, а също кислородът и редица малки газови примеси.
Слънчевата радиация в резултат на поглъщането се преобразува в други видове енергия. Процесът на поглъщане на слънчевата радиация в атмосферата носи селективен характер.
Разсейване на слънчевата радиация в атмосферата.
Атмосферата по отношение към потока на слънчевата радиация представлява сама по себе си мътна среда. Понятието мътност е свързано с наличието в атмосферата преди всичко на примеси от различен род – свободно летящи (безтегловни) във въздуха твърди или течни частици с най-различни размери. Примесите частично поглъщат преминаващата през атмосферата слънчева радиация, а също вследствие на дифракцията частично я разсейват. Но и при отсъствието на примеси атмосферата се явява мътна среда, разсейваща радиацията. При това в качество на елемент на мътност се явяват молекулярните комплекси, изменението на броя на молекулите и разстоянията между тях, което води до колебания на плътността.
Разсейването на молекулярните комплекси се нарича молекулярно, а разсейването на частиците от примеси се нарича аерозолно. Същността на разсейването се заключава в особената форма на взаимодействие на промени на полето на падащите електромагнитни вълни с частиците, намиращи се в някаква среда. Благодарение на това взаимодействие частиците се превръщат в източник на нови електромагнитни вълни – разсеяна радиация.
На процеса на разсейване на радиацията голямо влияние оказват геометричната структура на мътната среда и нейните физични свойства.
Геометричната структура може да бъде охарактеризирана с безразмерно отношение на радиуса на частицата – дължина на вълната на падащата радиация, разстояние между частиците – дължина на вълната.
Физичните свойства на средата и разсейващите частици се характеризират с така наречения комплексен показател на пречупване.
В ниските слоеве на атмосферата отслабването на слънчевата радиация става основно под влиянието на разсейването, а поглъщането играе по-малка роля и поради това може да се използва абсолютния показател за пречупване. От тук и като основен показател за разсейването на количеството лъчиста енергия в единичен обем по определено направление се използва така наречения обемен показател за разсейване на радиацията в определено направление. Разпределението на разсейването на светлината по направление се нарича функция на разсейването, а векторната диаграма, изобразяваща зависимостта на разсеяната радиация по направления се нарича индикатриса на разсейването (или полярна диаграма на разсейването).
Процесите на поглъщане и разсейване водят към отслабване на потока на слънчевата радиация в земната атмосфера.
На практика за охарактеризиране на отслабването на слънчевата радиация в атмосферата се въвежда понятието коефициент на прозрачност на атмосферата. Коефициента на прозрачност представлява сам по себе си относителната част слънчева радиация, която достига земната повърхност при положение на Слънцето в зенита.
Коефициентът на прозрачност и оптическата дебелина характеризират физическите свойства на въздушната маса, разполагаща се над пункта за наблюдение от гледна точка на нейното влияние на потока на слънчевата радиация. Колкото повече е съдържанието на поглъщащите газове и е по-голяма мътността с атмосферни примеси, толкова повече за дадена дължина на вълната е по-малък коефициента на прозрачност. Коефициентът на прозрачност се явява функция на дължината на вълната. Късовълновите лъчи изпитват най-голямо отслабване с всеки нов слой на преминаване, а дълго вълновите се обогатяват за които атмосферата е повече прозрачна.
Коефициентът на прозрачност за реалната атмосфера, приведен към определена оптична маса зависи от физичното състояние на атмосферата, тоест от съдържанието в атмосферата на примеси и поглъщащи газове.
Оптична маса на атмосферата се нарича отношението на масата на наклонения стълб въздух към вертикалния стълб въздух над пункта за наблюдение с основа 1 м². Както показват наблюденията, коефициентът на прозрачност на атмосферата съществено зависи, както от мястото на наблюдение, така и от това, каква въздушна маса се разполага над дадения район. Коефициентът на прозрачност се колебае от 0,5 до 0,9. В по-ниските ширини коефициентът на прозрачност е по-малък в сравнение с по-високите.

Коментари

Все още няма коментари

Публикувай коментар