4.16. Размеркаванне сонечнай радыяцыі на верхняй мяжы атмасферы

Колькасць радыяцыі, якую атрымлівае за дзень які-небудзь раён на паверхні Зямлі пры атсутнасці атмасферы, або на верхняй яе мяжы, залежыць ад даўжыні дня і ад вышыні Сонца. Даўжыня дня залежыць ад шыраты і па-рознаму змяняецца на працягу года. Зімой працягласць дня памяншаецца ад экватара да палюсоў. А летам, наадварот, павялічваецца (рыс. 4.4).

Рыс. 4.4. Працягласць дзённай часткі сутак у самы кароткі зімовы і самы доўгі летні дзень на розных шыротах

Як вядома, вышыня Сонца ў любы момант часу з’яўляецца функцыяй шыраты месца. Аднак на адной і той жа шыраце вышыня Сонца змяняецца на працягу года. Так, у дзень летняга сонцастаяння (22 чэрвеня) максімальны вугал сонечных промняў вылічаецца па формуле (90º - φ + 23,5º), дзе φ – геаграфічная шырата месца. Мінімальны вугал у дзень зімовага сонцастаяння (22 снежня) разлічваецца па формуле (90º - φ – 23,5º). У дні раўнадзенстваў вышыня сонца роўная (90º - φ).

Пры дапамозе гэтых формул атрымліваюць максімальны і мінімальны вугал падзення промняў (вышыня Сонца) для любой шыраты месца (табл. 4.6).

Табліца 4.6 Вышыня сонца (º) ў дні летняга і зімовага сонцастаяння і дні раўнадзенстваў на асноўных геаграфічных шыротах

Шырата	21 чэрвеня	21 снежня	21 сакавіка і 23 верасня
Экватар Паўночны тропік Паўднёвы тропік Паўночны палярны круг Паўднёвы палярны круг Паўночны полюс Паўднёвы полюс	66,5 90 43 47 0 23,5 0	66,5 43 90 0 47 0 23,5	90 66,5 66,5 23,5 23,5 0 0

З табл. 4.6 вынікае, што вышыня Сонца на экватары змяняецца на працягу года ад 90 да 66,5º, у тропіках – ад 90 да 43º, на палярных кругах – ад 47 да 0º, а на палюсах – ад 23,5 да 0º.

Змяненні вышыні Сонца на працягу года ў спалучэнні з геаграфічнай шыратой стварае складанае размеркаванне сонечнай радыяцыі на верхняй мяжы атмасферы (табл. 4.7). У дні раўнадзенстваў найбольшыя значэнні сонечнай радыяцыі назіраюцца на экватары. Па меры набліжэння да больш высокіх шырот радыяцыя паступова змяншаецца. А ў дні сонцастаянняў найбольшая колькасць сонечнай радыяцыі прыпадае на полюс таго паўшар’я ў якім лета (21 чэрвеня над паўночным і 21 снежня над паўднёвым палюсамі). Прычынай максімальнай радыяцыі на полюсе ўлетку з’яўляецца, з аднаго боку, кругласутачнае яе паступленне (палярны дзень), а з другога – даволі значны вугал падзення сонечных промняў (23,5º).

Табліца 4.7 Паступленне сонечнай радыяцыі (кВт/м2) ў дні раўнадзенстваў і сонцастаянняў (паводле с.П. Хромава, 2001)

Дзень	Шырата, градусы
	0 - 10	10 - 20	20 - 30	30 - 40	40 - 50	50 – 60	60 - 90
На верхняй мяжы атмасферы
21 / XII 21 / III 21 / VI 23 / IX	0,383 0,432 0,404 0,425	0,324 0,420 0,440 0,392	0,260 0,386 0,463 0,388	0,191 0,355 0,477 0,351	0,121 0,308 0,481 0,304	0,055 0,250 0,477 0,246	0,004 0,147 0,491 0,145
Прамая радыяцыя каля зямной паверхні
21 / XII 21 / III 21 / VI 23 / IX	0,114 0,133 0,101 0,119	0,112 0,156 0,118 0,113	0,094 0,144 0,151 0,140	0,057 0,112 0,163 0,128	0,025 0,081 0,128 0,091	0,009 0,068 0,111 0,055	0,001 0,038 0,093 0,019
Рассеяная радыяцыя каля зямной паверхні
21 / XII 21 / III 21 / VI 23 / IX	0,045 0,075 0,073 0,075	0,055 0,073 0,079 0,072	0,046 0,069 0,0865 0,068	0,036 0,065 0,087 0,064	0,024 0,058 0,088 0,056	0,011 0,046 0,085 0,045	0,001 0,033 0,107 0,034

У табл. 4.7 прыведзены таксама сярэднія фактычныя значэнні прамой і рассеянай радыяцыі каля зямной паверхні з улікам рэальнага стану атмасферы. Як вядома, праходзячы праз атмасферу, сонечная радыяцыя аслабляецца за кошт паглынання, рассеяння і адбіцця. Моцным аслабляючым фактарам прамой сонечнай радыяцыі з’яўляецца воблачнасць.

З даных табл. 4.7 бачна, што ў сапраўднасці каля зямной паверхні колькасць прамой сонечнай радыяцыі значна менш, чым на мяжы атмасферы. Пры гэтым максімальныя значэнні прамой радыяцыі прыходзяцца не на палярныя шыроты, як на мяжы атмасферы, а на трапічныя. Вясной і восенню найбольшая шчыльнасць прамой радыяцыі не на экватары, як на мяжы атмасферы, а таксама ў трапічных шыротах. Рассеяная радыяцыя летам з павелічэннем шыраты ўзрастае, а зімой – памяншаецца.

Трэба адзначыць і такі фактар уплыву на паступленне сонечнай радыяцыі, як змяненні сонечнай пастаяннай на працягу года. У ліпені Зямля размяшчаецца далей ад Сонца, чым у студзені. Гэта значыць, што ў ліпені сонечная пастаянная памяншаецца і складае 1,324 кВт/м². У студзені яна павялічваецца і дасягае 1,416 кВт/м². Адсюль вынікае, што паўночнае паўшар’е летам атрымлівае менш радыяцыі, а паўднёвае – больш у сваё лета. Зімой, наадварот, больш радыяцыі атрымлівае паўночнае паўшар’е, чым паўднёвае ў сваю зіму.

Аднак у сапраўднасці, нягледзячы на аддаленасць Зямлі ад Сонца, лета ў паўночным паўшар’і цяплей, чым у паўднёвым. Гэта тлумачыцца тым, што ў паўночным паўшар’і пераважае мацерыковая паверхня, якая летам мацней праграецца, чым акіянічная. Зімой жа ў паўночным паўшар’і халадней, таму што мацерыкі астываюць мацней, чым акіяны.