Количеството на слънчевата енергия, достигащо по повърхността на земята, варира поради движението на земята около оста и слънцето. Тези промени зависят от времето на деня и сезона. Обикновено, по обяд, най-голямото количество слънчева радиация пада на земята, отколкото рано сутрин или късно вечер. По обяд слънцето е в зенит, а дължината на преминаването на лъчите на слънцето през атмосферата на земята е намалена. В резултат на това по-малко количество слънчева светлина се пречупва и отразено, следователно, по-голямо количество слънчева радиация достига повърхността на земята. Размерът на падането на единица площ на единица време зависи от редица фактори: географска ширина, местен климат, сезон на годината, ъгъл на наклонена повърхност спрямо слънцето. Брой слънчева енергия, достигайки до повърхността на земята , се различава от средното годишно значение: през зимата - по-малко от 0,8 kW * h / m 2 на ден в северната част на Европа и повече от 4 kW * b / m 2 на ден през лятото в същия регион. Разликата намалява, тъй като екватът се приближава към екватора. Количеството на слънчевата енергия зависи от и от географското местоположение на обекта: колкото по-близо до екватора, толкова повече. Например средната годишна обща слънчева радиация, попадаща върху хоризонталната повърхност, е: в Централна Европа, Централна Азия и централния район на Русия - приблизително 1000 kW * ch / m 2; в средиземноморските приблизително 1500 kW * ch / m 2; В повечето пустинни региони на Африка, Близкия изток и Австралия - приблизително 2200 kW * h / m 2. Така количеството на слънчевата радиация се различава значително в зависимост от времето на годината и географското положение. Този фактор играе решаваща роля при изчисляването на ефективността на използването на електроцентрали, които използват слънчеви батерии колектори. Фиг.1.2 Разпределение на слънчевата радиация на повърхността на земята.
1.4 Историята на развитието на слънчеви колектори
Хората отопляват вода, използвайки слънцето за дълго време, преди изкопаемо гориво да поеме водещо място в световната енергия. Принципите на слънчевото отопление са известни от хиляди години. Повърхността, боядисана в черно, е много гореща на слънце, докато светлинните повърхности се нагрят по-малко, бялото е по-малко от всички останали. Този имот се използва в слънчеви колектори - най-известните устройства, които директно използват енергията на Слънцето. Колекционерите бяха разработени преди около двеста години. Най-известният от тях - технологията на производството на слънчеви колектори е достигнала практически модерно ниво през 1908 г., когато Уилям Бейли от американската "Carnegie Steel Company" е изобретил колекционер с термично изолирани корпус и медни тръби. Този колектор е много подобен на модерна термофонна система (виж по-долу). До края на Втората световна война Бейли продаде 4 000 такива колекционери и бизнесмен от Флорида, който е купил патент, до 1941 г. е продал почти 60 000 колекционери. Изолирани в САЩ по време на Втората световна война, нормализирането на мед доведе до рязък спад в пазара на слънчеви нагреватели. Към световната петролна криза от 1973 г. тези устройства бяха в забвение. Въпреки това кризата събуди нов интерес към алтернативните енергийни източници. В резултат на това търсенето се е увеличило и за слънчевата енергия. Много страни са ярко заинтересовани от развитието на тази област. Ефективността на слънчевите отоплителни системи от 70-те години непрекъснато се увеличава поради използването на втвърдени стъклени колектори с намалено съдържание на желязо (преминава повече слънчева енергия от обикновеното стъкло), подобрена топлоизолация и трайно селективно покритие.
Слънчевата енергия се възстановява без участието на човек естествено и е един от екологосъобразните източници. Учените от целия свят работят върху развитието на системи, които ще разширят използването на слънчева енергия. Един квадратен метър на слънцето излъчва 62,900 kW енергия. Това количество радиация е равно на работата на 1 милион електрически лампи. (10)
Слънчевата енергия може да бъде преобразувана в полезна енергия и се използва за активни и пасивни енергийни системи. По-голям начин за използване на слънчева светлина е изграждането на сгради, при проектиране, които са взети предвид климатичните условия, са избрани строителни материали, максимално използване на слънчевата енергия, за отопление или охлаждане, осветителни сгради. С този дизайн изграждането на сградата е колекционер, натрупващ слънчева енергия. Такива сгради са екологично чисти, удобни и енергично независими.
Принципът на активните системи, използващ слънчева енергия, докато се използва слънчевият колектор. Той абсорбира слънчевата светлина, превръщайки я в топлина, която през охлаждащата течност се загрява сградата, загрява водата и може да я преобразува в електрическа енергия. Слънчевите колектори могат да се използват във вътрешните нужди, селското стопанство и промишлеността.
На повърхността на сферичната земя слънчевата топлина и светлината са неравномерно разпределени. Това се дължи на факта, че ъгълът на падащите лъчи на различни географски ширини е различен.
Вече знаете, че осната ос на Земята е наклонена към равнината на орбитата под ъгъл. Със своя северен край, тя е насочена към полярната звезда. Слънцето винаги осветява половината от земята. В същото време северното полукълбо е по-осветено (и денят продължава по-дълго, отколкото в полусфера), тогава, напротив, на юг. Два пъти годишно и двете полукълба са покрити еднакво (тогава продължителността на деня в двете полукълба е една и съща).
Когато земята се обърне към слънцето от Северния полюс, тогава тя осветява повече и загрява северното полукълбо. Дните се получават по-дълго от една нощ. Има топъл сезон - лято. На стълб и на слънце слънцето свети денонощно и не надхвърля хоризонта (нощта не се случва). Този феномен се нарича полярен ден. На полюса тя продължава 180 дни (половин година), но по-нататък на юг, продължителността намалява до деня на паралел 66.5 0 едновременно. sh. Този паралел се нарича северния полярен кръг. Южно от тази линия слънцето е намалено от хоризонта и промяната на деня и нощта се извършва в обичайния ред за нас - ежедневно. 22 юни - Слънчевите лъчи ще паднат (под най-високия ъгъл - 90 0) на паралел 23,5 pn. sh. Този ден ще бъде най-дългата, а нощта е кратка през годината. Този паралел се нарича северния тропик, а денят е 22 юни - лятното слънцестоене.
В момента Южният полюс се разсейва от слънцето и осветява по-малко и загрява южното полукълбо. Има зима. На полюса и захарната част на деня слънчевите лъчи изобщо не падат. Слънцето не се появява поради хоризонта и денят не се случва. Този феномен се нарича полярна нощ. На самия басейн тя продължава 180 дни, а по-далеч север, тя става по-къса до един ден на паралели 66.5 0 ю. sh. Този паралел се нарича южният полярен кръг. Северно от слънцето й се появява на хоризонта и промяната на деня и нощта се случва всеки ден. 22 юни ще бъде най-късата година. Защото южното полукълбо ще бъде зимното слънцестоене.
След три месеца, 23 септември, земята ще вземе тази ситуация по отношение на слънцето, когато слънчевите лъчи също осветяват както северното, така и южното полукълбо. Стъпка със слънчеви лъчи попадат в екватора. На цялата земя, с изключение на поляците, денят е равен на нощта (12 часа). Този ден се нарича есенният еквинокс ден.
След три месеца, на 22 декември, южното полукълбо ще се върне на слънцето. Лятото ще дойде там. Този ден ще бъде най-дългата, а нощта е най-кратка. Полярен ден ще дойде в закрития регион. Лъчите на слънцето попадат върху паралел 23,5 0 y. sh. Но в северното полукълбо ще бъде зима. Този ден ще бъде най-кратък, а нощта е дълга. Паралелен 23.5 0 ю. sh. Обадете се на южния тропически, а денят е 22 декември - зимното слънцестоене.
След три месеца, 21 март, отново и двете полусфера ще бъдат покрити еднакво, денят ще бъде равен на нощта. Лъчите на слънцето попадат в екватора. Този ден се нарича пролетно равноденствие.
В Украйна, най-голямата височина на слънцето на обяд - 61-69 0 (22 юни), най-малкото - 14-22 0 (22 декември).
Слънцето е основният източник на топлина и светлина на земята. Тази огромна газова топка с температура на повърхността от около 6000 ° C излъчва голямо количество енергия, наречена слънчева радиация. Тя нагрява нашата земя, движи въздуха, образува циркулация на вода, създава условия за живота на растенията и животните.
Преминавайки през атмосферата, някои от слънчевата радиация се абсорбират, частта се разсейва и отрази. Следователно, потокът от слънчева радиация, идваща на повърхността на земята, постепенно отслабва.
Слънчевото излъчване влиза в повърхността на земята права и разпръсната. Директното излъчване представлява потокът от паралелни лъчи, работещ директно от слънчевия диск. Разпръснатото радиация идва от цялото небе. Смята се, че потокът от топлина от слънцето на 1 хектар земя е еквивалентен на изгарянето на почти 143 хил. Тона въглища.
Слънчевите лъчи преминават през атмосферата, много е горещо. Нагряването на атмосферата идва от повърхността на земята, която поглъща слънчевата енергия, превръща я в термична. Въздушните частици, в контакт с нагрятата повърхност, се затоплят и го носят в атмосферата. Така че долните слоеве на атмосферата се нагряват. Очевидно, колкото повече получава повърхността на Земята на слънчевата радиация, толкова по-силно се загрява, толкова по-силен е въздухът от него.
Температурата на въздуха се измерва чрез термометри (живак и алкохол). Използва се алкохолни термометри, когато температурата на въздуха е по-ниска от - 38 ° С на метеорологичните станции, термометрите се поставят в специална кабина, изградена от отделни плочи, разположени в определен ъгъл (щори), между които въздухът свободно циркулира. Директните слънчеви лъчи не попадат върху термометрите, така че температурата на въздуха се измерва в сянка. Самата кабина е на височина от 2 м от земната повърхност.
Многобройни наблюдения на температурата на въздуха показват, че най-високата температура е наблюдавана в Триполи (Африка) (+ 58 ° C), най-ниската на източната станция в Антарктика (-87.4 ° С).
Потокът от слънчева топлина и разпределението на температурата зависи от географската ширина на мястото. Тропическата област става повече топлина от слънцето, отколкото умерените и полярните ширини. Повечето от всички топлина получават екваториални зони на слънцето - звездата на слънчевата система, която е за планетата на източника на Земята на огромно количество топлина и ослепителна светлина. Въпреки факта, че слънцето е от нас на значително разстояние и само малка част от радиацията му идва при нас, това е достатъчно, за да развие живота на земята. Нашата планета се върти около слънцето в орбита. Ако наблюдавате земята от космическия кораб през годината, тогава може да се отбележи, че слънцето винаги осветява само една половина от земята, следователно ще има ден, а в противоположната половина по това време ще има нощ . Земната повърхност се топли само през деня.
Нашата земя се отоплява неравномерно. Неравно отопление на Земята се обяснява с нейната сферична форма, така че ъгълът на падане на слънчевия лъч в различни области е разнообразен и следователно различните части на земята получават различно количество топлина. В екватора слънчевите лъчи паднат отново и те загряват силно земята. Колкото по-далеч от екватора, ъгълът на падане на лъча става по-малко и следователно и по-малко топлина получават тези територии. Единственият захранващ пакет от слънчева радиация нагрява екватора много по-малко област, тъй като тя рязко пада. В допълнение, лъчите, попадащи в по-малък ъгъл, отколкото в екватора - проникване на атмосферата, минават по-голям начин, в резултат на което част от слънцето на слънцето се разсейва в тропосферата и не достига земната повърхност. Всичко това показва, че когато изваждате от екватора, температурата на въздуха намалява на север или на юг, тъй като ъгълът на падане на слънчевия лъч се намалява.
Разпределението на валежите по света зависи от това колко облаци, съдържащи влагата, се формират над тази територия или колко много вятърът може да ги донесе. Температурата на въздуха е много важна, защото интензивното изпаряване на влагата се осъществява при високи температури. Влагата се изпарява, облаците и облаците се образуват на определена височина.
Температурата на въздуха намалява от екватора към полюсите, следователно количеството на утаяването е максимално в екваториалните ширини и намалява до полюсите. Въпреки това, на земята, разпределението на валежите зависи от редица допълнителни фактори.
Много валежи пада над крайбрежните територии и докато те отстраняват от океаните, техният брой намалява. Повече валежи на намотките на планинските диапазони и значително по-малко на подветрената. Например, в атлантическото крайбрежие на Норвегия в Берген спада 1730 мм валежи годишно и в Осло (за билото - прибл. От сайт), има средно повече от 11 000 мм валежи годишно. Такова изобилие от влага води до това място мокро лятото юг-западно мусон, което се издига по стръмните склонове на планините, се охлажда и навежда от мощен дъжд.
Океаните, температурата на водата варира много по-бавно от температурата на земната повърхност или въздух, имат силен омекотяващ ефект върху климата. През нощта и зимата въздухът над океаните се охлажда много по-бавно от земята, а ако океанските въздушни маси се движат над континентите, това води до затопляне. Обратно, през деня и лятото, морският бриз охлажда земята.
Разпределението на влагата на земната повърхност се определя от цикъла на водата в природата. Всяка секунда в атмосферата, най-вече от повърхността на океаните, огромно количество вода се изпарява. Мокрият океан въздух, който бързаше над континентите, охлажда. След това влагата се кондензира и се връща към земната повърхност под формата на дъжд или сняг. Частично е запазена в снежната покривка, реки и езера и частично се връща в океана, където се случва отново изпарението. Това завършва хидроложкия цикъл.
Разпределението на валежите влияе върху потока на световния океан. Над областите в близост до които са претърпели топло течения, количеството на валежите се увеличава, тъй като въздухът се нагрява от топли водни маси, тя се издига и облаци с достатъчно вода. Над териториите, до които преминават студени потоци, въздухът се охлажда, той пада надолу, облаците не се формират и валежите пада значително по-малко.
Тъй като водата играе съществена роля в процесите на ерозия, това засяга движението на земната кора. И всяко преразпределение на масата поради такива движения в условията на земята, въртяща се около неговата ос, е способно, от своя страна, допринася за промяната в положението на земната ос. По време на ледниковите епохи морското равнище се понижава, тъй като в ледниците се натрупват вода. Това от своя страна води до нарастващите континенти и увеличаване на климатичните контрасти. Намаляване на речния поток и намаление на световните нива на океана, за да се постигнат топлите океански потоци на студени региони, което води до по-нататъшни климатични промени.
Как височината на слънцето се променя над хоризонталния обем през цялата година. За да разберете това, запомнете резултатите от вашите наблюдения за дължината на сянката, което хвърля гномона (дълъг шест от 1 м) по обяд. През септември сянката е със същата дължина, през октомври тя става по-дълго, през ноември - още по-дълго, през 20 декември - най-дългата. От края на декември сянката отново намалява. Промяната в дължината на сянката на мини-мона показва, че през цялата година слънцето по обяд е на различна височина над хоризонта (фиг. 88). Колкото по-високо е слънцето над хоризонта, толкова по-къса на сянката. Колкото по-ниско е слънцето над хоризонта, толкова по-дълга от сянката. Горната част на всички се издига слънцето в северното полукълбо на 22 юни (в деня на лятото на слънцестоене) и най-ниската си позиция е 22 декември (в деня на зимното слънцестоене).
Защо нагряването на повърхността зависи от височината на слънцето. От фиг. 89 Може да се види, че същото количество светлина и топлина, идващи от слънцето, с високата си позиция пада върху по-малка площ и с ниска. Ка-легло ще се загрее повече? Разбира се, по-малко, защото там са концентрирани лъчи.
Следователно, колкото по-високо е слънцето над хоризонта, правилата пада своите лъчи, толкова повече земната повърхност се нагрява и от нея и въздух. След това идва лятото (фиг. 90). Колкото по-ниско е слънцето над хоризонта, толкова по-малко ъгълът на капки лъчи и по-малко повърхността се загрява. Зимата идва.
Колкото по-голям е ъгълът на падане на слънчевите лъчи към земната повърхност, толкова повече е осветена и потънала.
Как се нагрява повърхността на земята. На върха на сферичната земя слънчевите лъчи попадат в различни ъгли. Най-високият ъгъл на гредите на екватора. По посока на поляците тя намалява (фиг. 91).
Под най-високия ъгъл почти пристъпи, слънчевите лъчи попадат в екватора. Повърхността на Земята получава най-слънчевата топлина там, затова екватът е горещ през цялата година и промяната на сезоните не се случва.
Колкото по-далеч от екватора на север или на юг, ъгълът на падане на слънчевите лъчи е по-малко. В резултат на това повърхността и въздухът се нагрява по-малко. Това става по-хладно, отколкото в екватора. Септември се появяват: зима, пролет, лято, есен.
На стълбовете и зоните на захарта през зимата слънчевите лъчи изобщо не падат. Слънцето на няколко месиси не се появява заради хоризонталата и денят не се случва. Този феномен се нарича полярна нощ . Повърхността и въздухът са много охладени, така че зимата е много тежка там. Ле - същото слънце не надхвърля хоризонта и свети кръглата ден (нощта не се случва) - тя полярен ден . Изглежда, ако лятото продължава толкова дълго, тогава повърхността трябва да е нервна. Но слънцето е ниско над хоризонта, лъчите му се плъзгат само по повърхността на земята и почти не го загряват. Ето защо, лятото в близост до полевите сови е студено.
Осветлението и отоплителните повърхности зависят от местоположението му на земята: по-близо до екватора, толкова по-голям е ъгълът на падане на слънчевите лъчи, толкова по-силно се нагрява повърхността. Тъй като се отстранява от EK за полюсите, честотата на лъчите намалява съответно, повърхността се нагрява по-малко и става по-студена. Материал от обекта.
 |
| През пролетта на растението започва бързо да расте |
Значението на светлината и топлината за дивата природа. Слънчева светлина и топло необходими за всичко живи. През пролетта и лятото, когато има много светлини и топлина, нарастващият са в разцвет. С появата на есента, когато слънцето над хоризонта намалява и намалява потока на светлина и топлина, растенията се освобождават от листата. С началото на зимата, когато продължителността на деня е малка, природата е в покой, някои животни (мечки, ядки) дори попадат в хибернацията. Когато пролетта и слънцето изгрява повече и по-горе, растенията започват отново с активен растеж, животинският свят оживява. И всичко това благодарение на слънцето.
Декоративни растения, като чудовище, Ficus, аспержи, ако постепенно се обръщат към светлина, растат равномерно във всички посоки. Но цъфтящи растения слабо толерират такава пермутация. Azalea, Camellia, Geranium, Fuchsia, Begonia почти веднага изхвърля пъпки и дори листа. Ето защо, по време на цъфтежа "самостоятелни" растения, е по-добре да не се пренарежда.
Не намерихте ли това, което търсите? Използвайте търсенето
На тази страница, материал на темите:
- накратко разпространение на светлина и топлина на земното кълбо
Аз, като всички, обичам лятото за топли лъчи на слънцето, което се затопля след студената зима. Но в други страни горещо време може да бъде целогодишно или, напротив, на някои места само няколко месеца могат да се наричат \u200b\u200bлято. Защо слънчевата топлина е толкова неравномерно разпределена? Сега ще го разбера.
Слънчевата топла на земята
Всеки знае и е ясно, че нашето слънце е единствената и уникална звезда в слънчевата система и всички космически тела правят въртящо се движение около него. Радиацията от слънцето ви позволява да поддържате живота на нашата планета. В същото време растенията, хората и животните са много зависими от светлината на слънцето. Например, в тундрата поради малкото количество слънчева светлина е монтирана много ниска температура, растителност - малки размери и кратък период, когато растенията растат. Слънчевата енергия се получава чрез по-ниски въздушни слоеве на земята (тропресфера), в която се образуват облаците. За живите организми, между другото, слънцето е полезно от нейните ултравиолетови лъчи, които получават много важен витамин D.
Основната причина за неравномерно разпределение на слънчевото топлина
Ако погледнем по света, веднага отбелязваме, че оста на Земята има определен наклон. Това е, докато Земята се върти около основната ни звезда, нейният ъгъл на наклона е непроменен. В това отношение Земята преминава през по-голямата страна на слънцето Northern Hemispheres, след това на юг. Съответно ъгълът, под който попадат лъчите на слънцето на повърхността на планетата. Ето защо, тя е по-нагрята и южната част, тогава северното полукълбо е осветено.
Допълнителни влиятелни фактори
Ъгълът на падащите лъчи не е единственият фактор, върху който зависи температурата на нашата планета. Все още има редица признаци:
- терен;
- валежи;
- наличието на ледници;
- състоянието на атмосферата.
Всяка от тях зависи от територията. Например във Великобритания температурата ще бъде по-ниска поради непрекъснатото присъствие на облаци. В края на краищата, поради това слънчевите лъчи не могат да достигнат до най-пълната повърхност на Земята. Всички тези допълнителни фактори са някои пречки за преминаването на лъчите на Слънцето.
Зареждане...
