Слънчева, земна и атмосферна радиация. Климатология и метеоролози Слънчев енергиен потенциал

За да определим основните и второстепенни фактори, влияещи върху ефективността на съхранение на слънчева енергия от слънчево солено езерце, основният модул на редица енергийни системи и инсталации от възобновяеми енергийни източници (ВЕИ), нека се обърнем към Фигура 1 - която показва паралела и последователно движение на топлината на Слънцето към горещата саламура на слънчево солено езерце. Както и продължаващите промени в стойностите на различните видове слънчева радиация и тяхната обща стойност по този път.

Фигура 1 – Хистограма на промените в интензитета на слънчевата радиация (енергия) по пътя към горещата саламура на слънчево солено езеро.

За да оценим ефективността на активното използване на различни видове слънчева радиация, ще определим кои от природните, създадените от човека и експлоатационните фактори имат положително и кои отрицателно въздействие върху концентрацията (увеличаването на входа) на слънчева радиация в езерото и натрупването му чрез гореща саламура.

Земята и атмосферата получават 1,3∙1024 cal топлина от Слънцето годишно. Измерва се чрез интензитет, т.е. количеството лъчиста енергия (в калории), което идва от Слънцето за единица време на повърхностна площ, перпендикулярна на слънчевите лъчи.

Лъчистата енергия на Слънцето достига Земята под формата на пряка и дифузна радиация, т.е. обща сума Тя се абсорбира от земната повърхност и не се превръща напълно в топлина, част от нея се губи под формата на отразена радиация.

Към късовълновата част на спектъра принадлежат пряката и разсеяната (сумарна), отразената и погълнатата радиация. Заедно с късовълновата радиация, дълговълновата радиация от атмосферата (противорадиация) достига земната повърхност, а земната повърхност излъчва дълговълнова радиация (собствена радиация).

Директната слънчева радиация се отнася до основния природен фактор при доставянето на енергия на водната повърхност на слънчево солено езеро. Слънчевата радиация, достигаща до активната повърхност под формата на сноп от успоредни лъчи, излъчвани директно от диска на Слънцето, се нарича пряка слънчева радиация. Пряката слънчева радиация принадлежи към късовълновата част на спектъра (с дължини на вълните от 0,17 до 4 микрона; всъщност лъчите с дължина на вълната 0,29 микрона достигат земната повърхност)

Слънчевият спектър може да бъде разделен на три основни области:

Ултравиолетово лъчение (- видимо лъчение (0,4 µm - инфрачервено лъчение (> 0,7 µm) - 46% интензитет. Близка инфрачервена област (0,7 µm) При дължини на вълните, по-големи от 2,5 µm, слабото извънземно лъчение се абсорбира интензивно от CO2 и водата, така че само a малка част от този диапазон слънчева енергия достига земната повърхност.

Почти никаква далечна инфрачервена (>12 µm) слънчева радиация не достига Земята.

От гледна точка на приложението на слънчевата енергия на Земята трябва да се вземе предвид само радиацията в диапазона на дължината на вълната 0,29 - 2,5 μm.По-голямата част от слънчевата енергия извън атмосферата се среща в диапазона на дължината на вълната 0,2 - 4 μm, а на Земята повърхност - в диапазона 0,29 – 2,5 µm.

Нека проследим как изобщо се преразпределят потоците енергия, които Слънцето дава на Земята. Да вземем 100 условни единици слънчева енергия (1,36 kW/m2), падащи на Земята, и да проследим техните пътища в атмосферата. Един процент (13,6 W/m2), късата ултравиолетова част от слънчевия спектър, се абсорбира от молекулите в екзосферата и термосферата, като ги нагрява. Други три процента (40,8 W/m2) близка ултравиолетова радиация се абсорбира от стратосферния озон. Инфрачервената опашка на слънчевия спектър (4% или 54,4 W/m2) остава в горните слоеве на тропосферата, съдържаща водна пара (отгоре практически няма водна пара).

Останалите 92 дяла слънчева енергия (1,25 kW/m2) попадат в „прозореца на прозрачност” на атмосферата от 0,29 микрона Светлинната мощност, разпръсната в атмосферата (48 дяла или общо 652,8 W/m2), се абсорбира частично от нея ( 10 акции или 136 W /m2), а останалата част се разпределя между земната повърхност и космоса. Повече отива в открития космос, отколкото достига до повърхността, 30 дяла (408 W/m2) нагоре, 8 дяла (108,8 W/m2) надолу.

Това описва общата осреднена картина на преразпределението на слънчевата енергия в земната атмосфера. Това обаче не позволява решаването на конкретни проблеми с използването на слънчева енергия за задоволяване на нуждите на човек в определен район на неговото пребиваване и работа и ето защо.

Атмосферата на Земята отразява по-добре наклонените слънчеви лъчи, така че почасовата инсолация на екватора и в средните ширини е много по-голяма, отколкото във високите ширини.

Стойности на слънчевата надморска височина (височини над хоризонта) от 90, 30, 20 и 12 ⁰ (въздушната (оптична) маса (m) на атмосферата съответства на 1, 2, 3 и 5) с безоблачна атмосфера съответства до интензитет от около 900, 750, 600 и 400 W/m2 (при 42 ⁰ - m = 1,5 и при 15 ⁰ - m = 4). В действителност общата енергия на падащото лъчение надвишава посочените стойности, тъй като включва не само директния компонент, но и разсеяния компонент на интензитета на радиацията върху хоризонталната повърхност при тези условия, разпръснат на въздушни маси 1, 2, 3 и 5, съответно равни на 110, 90, 70 и 50 W/m2 (с коефициент 0,3 - 0,7 за вертикална равнина, тъй като се вижда само половината от небето). В допълнение, в областите на небето близо до Слънцето има „околослънчев ореол“ в радиус от ≈ 5⁰.

Дневното количество слънчева радиация е максимално не на екватора, а близо до 40⁰. Този факт също е следствие от наклона на земната ос към равнината на нейната орбита. По време на лятното слънцестоене Слънцето в тропиците е над главата почти през целия ден и продължителността на дневната светлина е 13,5 часа, повече отколкото на екватора в деня на равноденствието. С увеличаване на географската ширина продължителността на деня се увеличава и въпреки че интензитетът на слънчевата радиация намалява, максималната стойност на дневната инсолация се появява на ширина от около 40⁰ и остава почти постоянна (за условия на безоблачно небе) до Арктическия кръг.

Като се има предвид облачността и замърсяването на атмосферата от промишлени отпадъци, което е характерно за много страни по света, стойностите, дадени в таблицата, трябва да бъдат намалени поне наполовина. Например за Англия през 1970 г., преди началото на борбата за опазване на околната среда, годишното количество слънчева радиация е само 900 kWh/m2 вместо 1700 kWh/m2.

Първите данни за прозрачността на атмосферата на езерото Байкал са получени от В.В. Буфал през 1964 г Той показа, че стойностите на пряката слънчева радиация над Байкал са средно с 13% по-високи, отколкото в Иркутск. Средният спектрален коефициент на прозрачност на атмосферата на Северен Байкал през лятото е 0,949, 0,906, 0,883 съответно за червени, зелени и сини филтри. През лятото атмосферата е по-оптически нестабилна, отколкото през зимата, и тази нестабилност варира значително от следобед до следобед. В зависимост от годишния ход на затихване от водни пари и аерозоли, техният принос към общото затихване на слънчевата радиация също се променя. В студената част на годината основна роля играят аерозолите, в топлата – водните пари. Байкалският басейн и езерото Байкал се отличават със сравнително висока интегрална прозрачност на атмосферата. При оптична маса m = 2 средните стойности на коефициента на прозрачност варират от 0,73 (лято) до 0,83 (зима).В същото време ежедневните промени в интегралната прозрачност на атмосферата са големи, особено на обяд - от 0,67 до 0,77. Аерозолите значително намаляват навлизането на пряка слънчева радиация във водната площ на езерото, като поглъщат предимно радиация от видимия спектър, с дължина на вълната, която лесно преминава през пресния слой на езерото, а това е от голямо значение за натрупването на слънчева енергия край езерото. (Слой вода с дебелина 1 см е практически непрозрачен за инфрачервено лъчение с дължина на вълната над 1 микрон). Следователно, вода с дебелина няколко сантиметра се използва като топлозащитен филтър. За стъкло границата на дългите вълни на предаване на инфрачервено лъчение е 2,7 микрона.

Голям брой прахови частици, свободно транспортирани през степта, също намаляват прозрачността на атмосферата.

Електромагнитно излъчване се излъчва от всички нагрети тела и колкото по-студено е тялото, толкова по-малък е интензитетът на излъчването и колкото по-навътре в областта на дългите вълни се измества максимумът на неговия спектър. Има много проста връзка [ = 0,2898 cm∙deg. (закон на Wien)], с помощта на който лесно се установява къде се намира максималното излъчване на тяло с температура (⁰K). Например, човешкото тяло, имащо температура 37 + 273 = 310 ⁰K, излъчва инфрачервени лъчи с максимум близо до стойността = 9,3 μm. А стените, например на слънчева сушилня, с температура 90 ⁰C, ще излъчват инфрачервени лъчи с максимум близо до стойността = 8 микрона. Видима слънчева радиация (0,4 микрона) Едно време голям напредък беше преходът от електрическа лампа с нажежаема жичка с въглеродна жичка към модерна лампа с волфрамова жичка.Работата е там, че въглеродната жичка може да се доведе до температура от 2100 ⁰K , а волфрамовият - до 2500 ⁰K. Защо тези 400 ⁰K са толкова важни? Работата е там, че целта на лампата с нажежаема жичка не е да нагрява, а да дава светлина. Следователно е необходимо да се постигне такава позиция че максимумът на кривата пада върху видимото изследване. Идеалното би било да има нажежаема жичка, която да издържа на температурата на повърхността на Слънцето. Но дори преходът от 2100 до 2500 ⁰K увеличава дела на енергията, която се дължи на видимата радиация от 0,5 до 1,6%.

Всеки може да усети инфрачервените лъчи, излъчвани от тяло, загрято само до 60 - 70 ⁰C, като постави дланта си отдолу (за да се елиминира топлинната конвекция). Пристигането на пряка слънчева радиация във водната площ на езерото съответства на пристигането й на хоризонталната повърхност на облъчване. В същото време горепосоченото показва несигурността на количествените характеристики на пристигането в определен момент от време, както сезонни, така и дневни. Единствената постоянна характеристика е височината на Слънцето (оптичната маса на атмосферата).

Натрупването на слънчева радиация от земната повърхност и езерото се различават значително.

Естествените повърхности на Земята имат различни отразяващи (поглъщащи) способности. Така тъмните повърхности (чернозем, торфени блата) имат ниска стойност на албедо от около 10%. (Албедото на повърхността е съотношението на радиационния поток, отразен от тази повърхност в околното пространство, към падащия върху нея поток).

Светлите повърхности (бял пясък) имат голямо албедо, 35 – 40%. Албедото на повърхности с тревно покритие варира от 15 до 25%. Албедото на короните на широколистна гора през лятото е 14–17%, а на иглолистна гора е 12–15%. Албедото на повърхността намалява с увеличаване на слънчевата надморска височина.

Албедото на водните повърхности варира от 3 до 45% в зависимост от височината на Слънцето и степента на вълнение.

Когато водната повърхност е спокойна, албедото зависи само от височината на Слънцето (Фигура 2).

Фигура 2 – Зависимост на коефициента на отражение на слънчевата радиация за спокойна водна повърхност от височината на Слънцето.

Навлизането на слънчевата радиация и преминаването й през водния слой има свои собствени характеристики.

Като цяло, оптичните свойства на водата (нейните разтвори) във видимата област на слънчевата радиация са представени на фигура 3.

Фигура 3 – Оптични свойства на водата (нейните разтвори) във видимата област на слънчевата радиация

На плоската граница на две среди въздух - вода се наблюдават явленията отражение и пречупване на светлината.

Когато светлината се отразява, падащият лъч, отразеният лъч и перпендикулярът към отразяващата повърхност, възстановен в точката на падане на лъча, лежат в една и съща равнина и ъгълът на отражение е равен на ъгъла на падане. В случай на пречупване, падащият лъч, перпендикулярът, реконструиран в точката на падане на лъча към границата между двете среди, и пречупеният лъч лежат в една и съща равнина. Ъгълът на падане и ъгълът на пречупване (Фигура 4) са свързани с /, където е абсолютният индекс на пречупване на втората среда, а е първата. Тъй като за въздуха, формулата ще приеме формата

Фигура 4 – Пречупване на лъчи при преминаване от въздух към вода

Когато лъчите преминават от въздух към вода, те се приближават до „перпендикуляра на падане“; например, лъч, падащ върху водата под ъгъл спрямо перпендикуляра на повърхността на водата, влиза в нея под ъгъл, който е по-малък от (Фигура 4, а). Но когато падащият лъч, плъзгайки се по повърхността на водата, пада върху водната повърхност почти под прав ъгъл спрямо перпендикуляра, например под ъгъл от 89 ⁰ или по-малко, тогава той навлиза във водата под ъгъл, по-малък от права линия, а именно под ъгъл от само 48,5 ⁰. При по-голям ъгъл спрямо перпендикуляра от 48,5 ⁰ лъчът не може да влезе във водата: това е „граничният“ ъгъл за водата (Фигура 4, b).

Следователно лъчите, падащи върху водата под всички възможни ъгли, се компресират под водата в доста стегнат конус с ъгъл на отваряне 48,5 ⁰ + 48,5 ⁰ = 97 ⁰ (Фигура 4, c). Освен това пречупването на водата зависи от нейната температура, но тези промени са толкова незначителни, че не могат да представляват интерес за инженерната практика по разглежданата тема.

Нека сега проследим пътя на лъчите, които се връщат обратно (от точка P) - от водата към въздуха (Фигура 5). Според законите на оптиката пътищата ще бъдат еднакви и всички лъчи, съдържащи се в гореспоменатия 97-градусов конус, ще излизат във въздуха под различни ъгли, разпределени в цялото 180-градусово пространство над водата. Подводните лъчи, разположени извън споменатия ъгъл (97 градуса), няма да излязат изпод водата, а ще се отразят изцяло от нейната повърхност, като от огледало.

Фигура 5 – Пречупване на лъчи при преминаване от вода към въздух

Ако има само отразен лъч, няма пречупен лъч (явлението пълно вътрешно отражение).

Всеки подводен лъч, който се сблъсква с повърхността на водата под ъгъл, по-голям от „ограничаващия“ (т.е. по-голям от 48,5⁰), не се пречупва, а се отразява: той претърпява „пълно вътрешно отражение“. В този случай отражението се нарича пълно, защото тук се отразяват всички падащи лъчи, докато дори най-добре полираното сребърно огледало отразява само част от падащите върху него лъчи и поглъща останалите. Водата при тези условия е идеално огледало. В този случай говорим за видима светлина. Най-общо казано, индексът на пречупване на водата, подобно на други вещества, зависи от дължината на вълната (това явление се нарича дисперсия). В резултат на това граничният ъгъл, при който възниква пълното вътрешно отражение, не е еднакъв за различните дължини на вълната, но за видимата светлина, когато се отразява на границата вода-въздух, този ъгъл се променя с по-малко от 1⁰.

Поради факта, че при по-голям ъгъл към перпендикуляра от 48,5⁰, слънчевият лъч не може да навлезе във водата: това е „ограничаващият“ ъгъл за водата (Фигура 4, b), тогава водната маса не се променя толкова много през целият диапазон от слънчеви височини е незначителен от въздуха - винаги е по-малък.

Но тъй като плътността на водата е 800 пъти по-голяма от плътността на въздуха, поглъщането на слънчевата радиация от водата ще се промени значително. Освен това, ако светлинното лъчение преминава през прозрачна среда, тогава спектърът на такава светлина има някои характеристики. Някои линии в него са силно затихнали, тоест вълни със съответната дължина се абсорбират силно от въпросната среда. Такива спектри се наричат ​​абсорбционни спектри. Видът на абсорбционния спектър зависи от въпросното вещество.

Тъй като разтвор на соли от слънчево солено езерце може да съдържа различни концентрации на натриев и магнезиев хлорид и техните съотношения, няма смисъл да се говори недвусмислено за абсорбционни спектри. Въпреки че има много изследвания и данни по този въпрос.

Например, изследванията, проведени в СССР (Ю. Усманов) за идентифициране на пропускливостта на радиация с различни дължини на вълната за вода и разтвори на магнезиев хлорид с различни концентрации, дават следните резултати (Фигура 6). А B.J. Brinkworth показва графичната зависимост на абсорбцията на слънчевата радиация и плътността на монохроматичния поток на слънчевата радиация (радиация) в зависимост от дължините на вълните (Фигура 7).

Следователно, количественото снабдяване с пряка слънчева радиация към горещата саламура на езерото, след навлизане във водата, ще зависи от: плътността на монохроматичния поток на слънчевата радиация (радиация); от височината на Слънцето. А също и от албедото на повърхността на езерцето, от чистотата на горния слой на слънчевото солено езерце, състоящ се от прясна вода, с дебелина обикновено 0,1 - 0,3 m, където смесването не може да бъде потиснато, състава, концентрацията и дебелината на разтвора в градиентния слой (изолационен слой с концентрация на соления разтвор, нарастващ надолу), върху чистотата на водата и соления разтвор.

От фигури 6 и 7 следва, че водата има най-голяма пропускливост във видимата област на слънчевия спектър. Това е много благоприятен фактор за преминаване на слънчевата радиация през горния пресен слой на слънчевия солен басейн.

Библиография

1 Осадчий Г.Б. Слънчева енергия, нейните производни и технологии за тяхното използване (Въведение в енергията от възобновяеми източници) / G.B. Осадчий. Омск: ИПК Макшеева Е.А., 2010. 572 с.
2 Twydell J. Възобновяеми енергийни източници / J. Twydell, A. Weir. М.: Енергоатомиздат, 1990. 392 с.
3 Duffy J. A. Топлинни процеси, използващи слънчева енергия / J. A. Duffy, W. A. ​​Beckman. М.: Мир, 1977. 420 с.
4 Климатични ресурси на Байкал и неговия басейн /N. П. Ладейщиков, Новосибирск, Наука, 1976, 318 с.
5 Пикин С. А. Течни кристали / С. А. Пикин, Л. М. Блинов. М.: Наука, 1982. 208 с.
6 Kitaygorodsky A.I. Физика за всеки: Фотони и ядра / A.I. Kitaygorodsky. М.: Наука, 1984. 208 с.
7 Kuhling H. Наръчник по физика. / Х. Кюлинг. М.: Мир, 1982. 520 с.
8 Енохович А. С. Наръчник по физика и технология / А. С. Енохович. М.: Образование, 1989. 223 с.
9 Перелман Я. И. Занимателна физика. Книга 2 / Я. И. Перелман. М.: Наука, 1986. 272 ​​с.

1) В резултат на сблъсъка на кои литосферни плочи са възникнали Кавказките планини? 2) Как се нарича науката, която изучава историята на развитието на Земята? 3) Кога

Дайте пример за руските планини, включени в Памиро-Чукотския пояс?

4) Назовете най-старата ера?

5) Кои периоди на ера са: триас, юра, креда?

6) В кой период и в коя епоха се появяват първите влечуги?

7) В кой период от кайнозойската ера се появяват маймуните?

8) В резултат на дейността на коя външна сила се образуват следните форми на релефа: кола, карлинг, корито, циркус, морена, овнешки чела, ескери, камаси?

9) Какво е името на клъстер от находища на един вид минерал?

10) Какво е името на дългосрочния модел на времето?

11) Какво е името на топлината и светлината, излъчвани от слънцето?

12) Как се нарича процесът на изменение на климата при отдалечаване от моретата и океаните, докато количеството на валежите намалява и амплитудата на температурните колебания се увеличава?

13) Как се нарича граничната ивица, разделяща въздушни маси с различни свойства?

14) При напредване кой фронт произвежда обилни валежи, придружени от силни ветрове?

15) Какъв е основният модел на температурни промени през лятото в Русия?

16) Как се нарича количеството влага, което може да се изпари от повърхността при дадени атмосферни условия?

17) Определете вида на климата в Русия от описанието: типичен за района на Калининград; Има ли доста голямо количество валежи през цялата година, а не студени, влажни зими, последвани от горещи, влажни лета?

18) Каква посока на вятъра преобладава в Русия?

19) Какво е името на воден поток, течащ в депресия-канал?

20) Как се нарича падината в релефа, през която тече реката?

21) Как се нарича количеството вода, преминаващо през речното корито за определен период от време?

22) Как се нарича временното покачване на водата в река?

23) Как се нарича разликата във височината между извора и устието на река?

24) Дайте пример за руски реки с пролетни наводнения?

25) Дайте пример за руски реки с преобладаващо ледниково хранене?

26) Назовете реките, принадлежащи към Тихия океан?

27) Дайте примери за дренажни и безотточни езера в Русия?

28) Назовете резервоара на река Волга?

29) Какво е името на напоена с вода зона на земната повърхност?

30)Къде се намират ледените покривки в Русия?

31)Къде е долината на гейзерите в Русия?

32) Как се нарича рохкавият повърхностен слой на Земята, който има плодородие?

33) Какъв тип почва е характерна за зоната на тайгата?

34) Как се нарича в селското стопанство набор от организационни, икономически и технически мерки, насочени към подобряване на почвите?

35) Какви са видовете растителност в тундрата?

36) Какви видове животни от степната зона познавате?

37) Дайте примери за антропогенни, индустриални ландшафти?

а) на каква височина се е издигнал самолетът, ако външната температура е -30°C, а на повърхността на Земята +12? б) Каква е температурата на въздуха в Памир, ако в

през юли в подножието е +36C? Височината на Памир е 6 км.

в) Пилотът на полета Волгоград-Москва се издигна на височина 2 км. Какво е атмосферното налягане на тази надморска височина, ако на повърхността на земята е 750 mm Hg?

Вариант 1 Съвпадение: показатели за налягане а) 749 mm Hg;

1) под нормата;

б) 760 mmHg; 2) нормално;

в) 860 mmHg; 3) над нормата.

Разликата между най-високата и най-ниската температура на въздуха

Наречен:

а) налягане; б) движение на въздуха; в) амплитуда; г) кондензация.

3. Причината за неравномерното разпределение на слънчевата топлина върху земната повърхност

е:

а) разстояние от слънцето; б) сферична;

в) различна дебелина на атмосферния слой;

4. Атмосферното налягане зависи от:

а) сила на вятъра; б) посока на вятъра; в) температурни разлики на въздуха;

г) релефни особености.

Слънцето е в зенита на екватора:

Озоновият слой се намира в:

а) тропосфера; б) стратосфера; в) мезосфера; г) екзосфера; д) термосфера.

Попълнете празното място: въздушната обвивка на земята е - _________________

8. Къде се наблюдава най-малката мощност на тропосферата:

а) на полюсите; б) в умерените ширини; в) на екватора.

Поставете стъпките за нагряване в правилната последователност:

а) нагряване на въздуха; б) слънчеви лъчи; в) нагряване на земната повърхност.

По кое време през лятото при ясно време се наблюдава най-високата температура?

въздух: а) по обяд; б) преди обяд; в) следобед.

10. Попълнете празните места: при изкачване на планини, атмосферно налягане..., за всеки

10,5 m при... mmHg.

Изчислете атмосферното налягане в Narodnaya. (Намерете височината на върховете в

карта, вземете кръвното налягане в подножието на планината като 760 mm Hg)

През деня са регистрирани следните данни:

max t=+2’C, min t=-8’C; Определете амплитудата и средната дневна температура.

Вариант 2

1. В подножието на планината кръвното налягане е 760 mm Hg. Какво ще бъде налягането на височина 800 m:

а) 840 mm Hg. Изкуство.; б) 760 mm Hg. Изкуство.; в) 700 mm Hg. Изкуство.; г) 680 mm Hg. Изкуство.

2. Средните месечни температури се изчисляват:

а) чрез сумата от средните дневни температури;

б) разделяне на сумата от средните дневни температури на броя на дните в месеца;

в) от разликата в сумата на температурите от предходния и следващите месеци.

3. Съвпадение:

индикатори за налягане

а) 760 mm Hg. Изкуство.; 1) под нормата;

б) 732 mm Hg. Изкуство.; 2) нормално;

в) 832 mm Hg. Изкуство. 3) над нормата.

4. Причината за неравномерното разпределение на слънчевата светлина върху земната повърхност

е: а) разстояние от Слънцето; б) сферичността на Земята;

в) дебел слой на атмосферата.

5. Дневната амплитуда е:

а) общия брой показания на температурата през деня;

б) разликата между най-високата и най-ниската температура на въздуха в

през деня;

в) температурни колебания през деня.

6. Какъв инструмент се използва за измерване на атмосферното налягане:

а) влагомер; б) барометър; в) владетели; г) термометър.

7. Слънцето е в зенита си на екватора:

8. Слоят на атмосферата, където се случват всички метеорологични явления:

а) стратосфера; б) тропосфера; в) озон; г) мезосфера.

9. Слой от атмосферата, който не пропуска ултравиолетови лъчи:

а) тропосфера; б) озон; в) стратосфера; г) мезосфера.

10. По кое време през лятото при ясно време е най-ниската температура на въздуха:

а) в полунощ; б) преди изгрев слънце; в) след залез слънце.

11. Изчислете кръвното налягане на връх Елбрус. (Намерете височината на върховете на картата, кръвното налягане в долната част

Вземете планините условно за 760 mm Hg. Изкуство.)

12. На височина 3 km температурата на въздуха = - 15 ‘C, което е температурата на въздуха при

земна повърхност:

а) + 5°C; б) +3°C; в) 0°C; г) -4°C.

Източници на топлина. Топлинната енергия е от решаващо значение за живота на атмосферата. Основният източник на тази енергия е Слънцето. Що се отнася до топлинното излъчване на Луната, планетите и звездите, то е толкова незначително за Земята, че практически не може да се вземе предвид. Значително повече топлинна енергия се осигурява от вътрешната топлина на Земята. Според изчисленията на геофизиците постоянният поток на топлина от недрата на Земята повишава температурата на земната повърхност с 0°.1. Но такъв топлинен приток все още е толкова малък, че не е необходимо да се взема предвид. По този начин единственият източник на топлинна енергия на повърхността на Земята може да се счита само за Слънцето.

Слънчева радиация. Слънцето, което има температура на фотосферата (излъчваща повърхност) около 6000°, излъчва енергия в космоса във всички посоки. Част от тази енергия, под формата на огромен сноп от паралелни слънчеви лъчи, удря Земята. Слънчевата енергия, която достига повърхността на Земята под формата на преки лъчи от Слънцето, се нарича пряка слънчева радиация.Но не цялата слънчева радиация, насочена към Земята, достига земната повърхност, тъй като слънчевите лъчи, преминавайки през дебел слой атмосфера, се абсорбират частично от нея, частично се разсейват от молекули и суспендирани частици въздух, а някои се отразяват от облаци. Тази част от слънчевата енергия, която се разсейва в атмосферата, се нарича разсеяна радиация.Разсеяната слънчева радиация преминава през атмосферата и достига земната повърхност. Ние възприемаме този тип радиация като равномерна дневна светлина, когато Слънцето е напълно покрито с облаци или току-що е изчезнало зад хоризонта.

Пряката и дифузната слънчева радиация, достигнала земната повърхност, не се поглъща напълно от нея. Част от слънчевата радиация се отразява от земната повърхност обратно в атмосферата и се намира там под формата на поток от лъчи, т.нар. отразена слънчева радиация.

Съставът на слънчевата радиация е много сложен, което се свързва с много високата температура на излъчващата повърхност на Слънцето. Условно, според дължината на вълната, спектърът на слънчевата радиация се разделя на три части: ултравиолетова (η<0,4<μ видимую глазом (η от 0.4μ до 0.76μ) и инфрачервената част (η >0.76μ). В допълнение към температурата на слънчевата фотосфера, съставът на слънчевата радиация на земната повърхност също се влияе от поглъщането и разсейването на част от слънчевите лъчи при преминаването им през въздушната обвивка на Земята. В тази връзка съставът на слънчевата радиация на горната граница на атмосферата и на повърхността на Земята ще бъде различен. Въз основа на теоретични изчисления и наблюдения е установено, че на границата на атмосферата ултравиолетовото лъчение представлява 5%, видимите лъчи - 52% и инфрачервените - 43%. На земната повърхност (при слънчева височина 40°) ултравиолетовите лъчи са само 1%, видимите лъчи са 40%, а инфрачервените лъчи са 59%.

Интензивност на слънчевата радиация. Интензитетът на пряката слънчева радиация се разбира като количеството топлина в калории, получени за минута. от лъчистата енергия на слънчевата повърхност в 1 cm 2,разположени перпендикулярно на слънчевите лъчи.

За измерване на интензитета на пряката слънчева радиация се използват специални уреди - актинометри и пирхелиометри; Количеството на разсеяната радиация се определя с пиранометър. Автоматичната регистрация на продължителността на слънчевата радиация се извършва от актинографи и хелиографи. Спектралната интензивност на слънчевата радиация се определя със спектробологограф.

На границата на атмосферата, където са изключени поглъщащите и разсейващите ефекти на въздушната обвивка на Земята, интензитетът на пряката слънчева радиация е приблизително 2 изпражненияот 1 cm 2повърхности за 1 мин. Това количество се нарича слънчева константа.Интензивност на слънчевата радиация във 2 изпражненияот 1 cm 2за 1 мин. осигурява толкова голямо количество топлина през годината, че би било достатъчно да разтопи слой лед 35 мдебел, ако такъв слой покриваше цялата земна повърхност.

Многобройни измервания на интензитета на слънчевата радиация дават основание да се смята, че количеството слънчева енергия, достигаща до горната граница на земната атмосфера, варира с няколко процента. Трептенията са периодични и непериодични, очевидно свързани с процеси, протичащи на самото Слънце.

Освен това през годината настъпва известна промяна в интензитета на слънчевата радиация поради факта, че Земята в годишното си въртене се движи не в кръг, а в елипса, в един от фокусите на която се намира Слънцето . В тази връзка разстоянието от Земята до Слънцето се променя и съответно интензитетът на слънчевата радиация варира. Най-голяма интензивност се наблюдава около 3 януари, когато Земята е най-близо до Слънцето, а най-ниска около 5 юли, когато Земята е на максимално разстояние от Слънцето.

Поради тази причина колебанията в интензитета на слънчевата радиация са много малки и могат да представляват само теоретичен интерес. (Количеството енергия на максимално разстояние е свързано с количеството енергия на минимално разстояние като 100:107, т.е. разликата е напълно незначителна.)

Условия на облъчване на повърхността на земното кълбо. Самата сферична форма на Земята води до факта, че лъчистата енергия на Слънцето се разпределя много неравномерно върху земната повърхност. И така, в дните на пролетното и есенното равноденствие (21 март и 23 септември) само на екватора по обяд ъгълът на падане на лъчите ще бъде 90° (фиг. 30), а с приближаването към полюсите ще намаляване от 90 до 0°. По този начин,

ако на екватора количеството получена радиация се приеме за 1, тогава на 60-ия паралел ще бъде изразено като 0,5, а на полюса ще бъде равно на 0.

Освен това земното кълбо има дневно и годишно движение, а земната ос е наклонена спрямо орбиталната равнина на 66°.5. Поради този наклон между екваториалната равнина и орбиталната равнина се образува ъгъл от 23 ° 30. Това обстоятелство води до факта, че ъглите на падане на слънчевите лъчи за едни и същи географски ширини ще варират в рамките на 47 ° (23,5 + 23,5 ) .

В зависимост от времето на годината се променя не само ъгълът на падане на лъчите, но и продължителността на осветяването. Ако в тропическите страни продължителността на деня и нощта е приблизително еднаква по всяко време на годината, то в полярните страни, напротив, тя е много различна. Така например на 70° с.ш. w. през лятото слънцето не залязва 65 дни на 80° с.ш. ш.- 134, а на полюса -186. Поради това радиацията на Северния полюс в деня на лятното слънцестоене (22 юни) е с 36% по-голяма, отколкото на екватора. Що се отнася до цялата лятна половина на годината, общото количество топлина и светлина, получено от полюса, е само със 17% по-малко, отколкото на екватора. Така през лятото в полярните страни продължителността на осветеността до голяма степен компенсира липсата на радиация, която е следствие от малкия ъгъл на падане на лъчите. През зимната половина на годината картината е напълно различна: количеството радиация на същия северен полюс ще бъде равно на 0. В резултат на това през годината средното количество радиация на полюса е с 2,4 по-малко, отколкото на екватор. От всичко казано следва, че количеството слънчева енергия, което Земята получава чрез излъчване, се определя от ъгъла на падане на лъчите и продължителността на облъчването.

При липса на атмосфера на различни географски ширини, земната повърхност би получила следното количество топлина на ден, изразено в калории на 1 cm 2(виж таблицата на страница 92).

Разпределението на радиацията върху земната повърхност, дадено в таблицата, обикновено се нарича слънчев климат.Повтаряме, че такова разпределение на радиацията имаме само на горната граница на атмосферата.

Отслабване на слънчевата радиация в атмосферата. Дотук говорихме за условията за разпространение на слънчевата топлина върху земната повърхност, без да вземаме предвид атмосферата. Междувременно атмосферата в този случай е от голямо значение. Слънчевата радиация, преминавайки през атмосферата, изпитва дисперсия и, освен това, абсорбция. И двата процеса заедно намаляват слънчевата радиация в значителна степен.

Слънчевите лъчи, преминавайки през атмосферата, първо изпитват разсейване (дифузия). Разсейването се създава от факта, че светлинните лъчи, пречупени и отразени от молекулите на въздуха и частиците на твърдите и течните тела във въздуха, се отклоняват от правия път Да сенаистина се "разсейват".

Разсейването значително отслабва слънчевата радиация. С увеличаване на количеството на водните пари и особено на праховите частици дисперсността се увеличава и излъчването отслабва. В големите градове и пустинните райони, където съдържанието на прах във въздуха е най-голямо, разсейването отслабва силата на радиацията с 30-45%. Благодарение на разсейването се получава дневна светлина, която осветява обектите, дори ако слънчевите лъчи не падат директно върху тях. Разсейването определя и цвета на небето.

Нека сега се спрем на способността на атмосферата да абсорбира лъчиста енергия от Слънцето. Основните газове, които изграждат атмосферата, поглъщат относително малко лъчиста енергия. Примесите (водна пара, озон, въглероден диоксид и прах), напротив, имат висок капацитет на абсорбиране.

В тропосферата най-значимият примес е водната пара. Те поглъщат особено силно инфрачервени (дълги вълни), т.е. предимно топлинни лъчи. И колкото повече водни пари в атмосферата, толкова естествено повече и. абсорбция. Количеството водна пара в атмосферата е обект на големи промени. В естествени условия тя варира от 0,01 до 4% (по обем).

Озонът има много висока абсорбционна способност. Значителен примес на озон, както вече беше споменато, се намира в долните слоеве на стратосферата (над тропопаузата). Озонът абсорбира почти напълно ултравиолетовите (късовълнови) лъчи.

Въглеродният диоксид също има висока абсорбционна способност. Той абсорбира предимно дълговълнови, т.е. предимно топлинни лъчи.

Прахът във въздуха също абсорбира част от слънчевата радиация. При нагряване от слънчевите лъчи може значително да повиши температурата на въздуха.

От общото количество слънчева енергия, идваща на Земята, атмосферата поглъща само около 15%.

Отслабването на слънчевата радиация чрез разсейване и поглъщане от атмосферата е много различно за различните географски ширини на Земята. Тази разлика зависи преди всичко от ъгъла на падане на лъчите. В зенитното положение на Слънцето лъчите, падащи вертикално, пресичат атмосферата по най-късия път. С намаляването на ъгъла на падане пътят на лъчите се удължава и отслабването на слънчевата радиация става по-значително. Последното се вижда ясно от чертежа (фиг. 31) и приложената таблица (в таблицата пътят на слънчевия лъч в зенитното положение на Слънцето е приет за единица).

В зависимост от ъгъла на падане на лъчите се променя не само броят на лъчите, но и тяхното качество. През периода, когато Слънцето е в зенита си (над главата), ултравиолетовите лъчи представляват 4%,

видима - 44% и инфрачервена - 52%. Когато Слънцето е разположено близо до хоризонта, изобщо няма ултравиолетови лъчи, видими 28% и инфрачервени 72%.

Сложността на влиянието на атмосферата върху слънчевата радиация се утежнява допълнително от факта, че нейният капацитет на предаване варира значително в зависимост от времето на годината и метеорологичните условия. Така че, ако небето остава безоблачно през цялото време, тогава годишният ход на притока на слънчева радиация на различни географски ширини може да бъде изразен графично, както следва (фиг. 32).Чертежът ясно показва, че при безоблачно небе в Москва през май, През юни и юли топлината ще се получава повече от слънчевата радиация, отколкото на екватора. По подобен начин през втората половина на май, юни и първата половина на юли ще се получи повече топлина на Северния полюс, отколкото на екватора и в Москва. Повтаряме, че така би било и при безоблачно небе. Но в действителност това не работи, тъй като облачността значително отслабва слънчевата радиация. Нека дадем пример, показан на графиката (фиг. 33). Графиката показва колко слънчева радиация не достига земната повърхност: значителна част от нея се забавя от атмосферата и облаците.

Все пак трябва да се каже, че топлината, погълната от облаците, отчасти отива за затопляне на атмосферата и отчасти индиректно достига до земната повърхност.

Ежедневни и годишни вариации в слънчевата интензивностсветлинно излъчване. Интензитетът на пряката слънчева радиация на земната повърхност зависи от височината на Слънцето над хоризонта и от състоянието на атмосферата (нейната запрашеност). Ако. Ако прозрачността на атмосферата беше постоянна през целия ден, тогава максималната интензивност на слънчевата радиация би се наблюдавала по обяд, а минималната - при изгрев и залез. В този случай графиката на дневния интензитет на слънчевата радиация би била симетрична спрямо половин ден.

Съдържанието на прах, водни пари и други примеси в атмосферата непрекъснато се променя. В тази връзка се променя прозрачността на въздуха и се нарушава симетрията на графиката на интензитета на слънчевата радиация. Често, особено през лятото, по обяд, когато земната повърхност се нагрява интензивно, възникват мощни възходящи въздушни течения и количеството водна пара и прах в атмосферата се увеличават. Това води до значително намаляване на слънчевата радиация по обяд; Максималната интензивност на радиация в този случай се наблюдава в предиобедните или следобедните часове. Годишната промяна на интензивността на слънчевата радиация е свързана и с промените във височината на Слънцето над хоризонта през годината и със състоянието на прозрачност на атмосферата през различните сезони. В страните от северното полукълбо най-високата височина на Слънцето над хоризонта е през месец юни. Но в същото време се наблюдава най-голямата запрашеност на атмосферата. Следователно максималната интензивност обикновено се проявява не в средата на лятото, а през пролетните месеци, когато Слънцето се издига доста високо* над хоризонта и атмосферата след зимата остава относително чиста. За да илюстрираме годишната промяна на интензивността на слънчевата радиация в северното полукълбо, представяме данни за средните месечни стойности на интензивността на слънчевата радиация в Павловск.

Количеството топлина от слънчевата радиация. През деня повърхността на Земята непрекъснато получава топлина от пряка и дифузна слънчева радиация или само от дифузна радиация (при облачно време). Денонощното количество топлина се определя въз основа на актинометрични наблюдения: като се отчита количеството пряка и дифузна радиация, получена на земната повърхност. След като се определи количеството топлина за всеки ден, се изчислява количеството топлина, получено от земната повърхност на месец или на година.

Дневното количество топлина, получено от земната повърхност от слънчевата радиация, зависи от интензивността на радиацията и продължителността на нейното действие през деня. В тази връзка минималният приток на топлина се наблюдава през зимата, а максималният през лятото. При географското разпределение на общата радиация по земното кълбо се наблюдава нейното нарастване с намаляване на географската ширина. Тази позиция се потвърждава от следната таблица.

Ролята на пряката и дифузната радиация в годишното количество топлина, получена от земната повърхност на различните географски ширини на земното кълбо, е различна. На високи географски ширини годишното количество топлина е доминирано от разсеяната радиация. С намаляване на географската ширина пряката слънчева радиация става доминираща. Например в залива Тихая дифузната слънчева радиация осигурява 70% от годишното количество топлина, а пряката радиация само 30%. В Ташкент, напротив, пряката слънчева радиация осигурява 70%, разпръснато само 30%.

Отразителната способност на Земята. Албедо. Както вече беше посочено, повърхността на Земята поглъща само част от слънчевата енергия, която достига до нея под формата на пряка и дифузна радиация. Другата част се отразява в атмосферата. Съотношението на количеството слънчева радиация, отразено от дадена повърхност, към количеството на лъчистия енергиен поток, падащ върху тази повърхност, се нарича албедо. Албедото се изразява в проценти и характеризира коефициента на отразяване на дадена повърхност.

Албедото зависи от естеството на повърхността (свойства на почвата, наличие на сняг, растителност, вода и др.) и от ъгъла на падане на слънчевите лъчи върху земната повърхност. Така например, ако лъчите падат върху земната повърхност под ъгъл 45 °, тогава:

От горните примери става ясно, че отражателната способност на различните обекти не е еднаква. Той е най-голям край сняг и най-малко край вода. Но примерите, които взехме, се отнасят само за случаите, когато височината на Слънцето над хоризонта е 45°. С намаляването на този ъгъл коефициентът на отражение се увеличава. Така например при слънчева височина 90° водата отразява само 2%, при 50° - 4%, при 20° - 12%, при 5° - 35-70% (в зависимост от състоянието на водната повърхност ).

Средно при безоблачно небе повърхността на земното кълбо отразява 8% от слънчевата радиация. Освен това 9% се отразяват от атмосферата. Така земното кълбо като цяло с безоблачно небе отразява 17% от лъчистата енергия на Слънцето, падаща върху него. Ако небето е покрито с облаци, тогава 78% от радиацията се отразява от тях. Ако вземем природни условия, базирани на съотношението между безоблачно небе и небе, покрито с облаци, което се наблюдава в действителност, тогава отражателната способност на Земята като цяло е равна на 43%.

Земна и атмосферна радиация. Земята, получавайки слънчева енергия, се нагрява и самата тя се превръща в източник на топлинно излъчване в космоса. Въпреки това лъчите, излъчвани от земната повърхност, са много различни от слънчевите лъчи. Земята излъчва само дълговълнови (λ 8-14 μ) невидими инфрачервени (топлинни) лъчи. Енергията, излъчвана от земната повърхност, се нарича земна радиация.Радиацията от Земята възниква... ден и нощ. Колкото по-висока е температурата на излъчващото тяло, толкова по-голям е интензитетът на излъчване. Земната радиация се определя в същите единици като слънчевата радиация, т.е. в калории от 1 cm 2повърхности за 1 мин. Наблюденията показват, че количеството на земната радиация е малко. Обикновено достига 15-18 стотни от калориите. Но, действайки непрекъснато, той може да даде значителен топлинен ефект.

Най-силно земно излъчване се получава при безоблачно небе и добра прозрачност на атмосферата. Облачната покривка (особено ниската облачност) значително намалява земната радиация и често я свежда до нула. Тук можем да кажем, че атмосферата, заедно с облаците, е добро „одеяло“, което предпазва Земята от прекомерно охлаждане. Части от атмосферата, както и области от земната повърхност, излъчват енергия според температурата си. Тази енергия се нарича атмосферна радиация.Интензивността на атмосферната радиация зависи от температурата на излъчващата част от атмосферата, както и от количеството водна пара и въглероден диоксид, съдържащи се във въздуха. Атмосферната радиация принадлежи към групата на дългите вълни. Разпространява се в атмосферата във всички посоки; известно количество от него достига до земната повърхност и се поглъща от нея, другата част отива в междупланетното пространство.

ОТНОСНО пристигането и потреблението на слънчева енергия на Земята. Земната повърхност, от една страна, приема слънчевата енергия под формата на пряка и дифузна радиация, а от друга страна, губи част от тази енергия под формата на земна радиация. В резултат на пристигането и потреблението на слънчева енергия се получава някакъв резултат. В някои случаи този резултат може да бъде положителен, в други отрицателен. Нека дадем примери и за двете.

8 януари. Денят е безоблачен. На 1 cm 2земна повърхност, получена за 20 дни изпражненияпряка слънчева радиация и 12 изпражненияразсеяна радиация; общо това дава 32 кал.През същото време, поради радиация 1 см?земната повърхност е изгубена 202 кал.В резултат на това, на счетоводен език, балансът има загуба от 170 изпражнения(отрицателно салдо).

6 юли. Небето е почти безоблачно. 630 получени от пряка слънчева радиация изпражнения,от разсеяна радиация 46 кал.Общо, следователно, земната повърхност получи 1 cm 2 676 кал. 173 загубени от земната радиация кал.Балансът показва печалба от 503 изпражнения(салдото е положително).

От посочените примери между другото става напълно ясно защо умерените ширини са студени през зимата и топли през лятото.

Използване на слънчевата радиация за технически и битови цели. Слънчевата радиация е неизчерпаем естествен източник на енергия. Количеството слънчева енергия на Земята може да се съди по този пример: ако например използваме топлината на слънчевата радиация, падаща само върху 1/10 от площта на СССР, тогава можем да получим енергия, равна на работата от 30 хиляди Днепърски водноелектрически централи.

Хората отдавна се стремят да използват безплатната енергия на слънчевата радиация за своите нужди. Към днешна дата са създадени много различни слънчеви електроцентрали, които работят с помощта на слънчева радиация и се използват широко в промишлеността и за задоволяване на битовите нужди на населението. В южните райони на СССР слънчевите бойлери, бойлери, инсталации за обезсоляване на солена вода, слънчеви сушилни (за сушене на плодове), кухни, бани, оранжерии и устройства за медицински цели работят въз основа на широкото използване на слънчева радиация в промишленост и обществени услуги. Слънчевата радиация се използва широко в курортите за лечение и подобряване на здравето на хората.

- Източник-

Половинкин, А.А. Основи на общата геонаука / A.A. Половинкин - М.: Държавно учебно-педагогическо издателство на Министерството на образованието на РСФСР, 1958 г. - 482 с.

Преглеждания на публикация: 312

Лъчистата енергия от Слънцето е практически единственият източник на топлина за земната повърхност и нейната атмосфера. Радиацията, идваща от звездите и Луната, е 30?10 6 пъти по-малка от слънчевата радиация. Топлинният поток от дълбините на Земята към повърхността е 5000 пъти по-малък от топлината, получена от Слънцето.

Част от слънчевата радиация е видима светлина. Така Слънцето за Земята е източник не само на топлина, но и на светлина, което е важно за живота на нашата планета.

Лъчистата енергия на Слънцето се превръща в топлина отчасти в самата атмосфера, но главно на земната повърхност, където отива за нагряване на горните слоеве на почвата и водата, а от тях и на въздуха. Нагрятата земна повърхност и нагрятата атмосфера от своя страна излъчват невидимо инфрачервено лъчение. Изпускайки радиация в космоса, земната повърхност и атмосферата се охлаждат.

Опитът показва, че средните годишни температури на земната повърхност и атмосферата навсякъде по Земята се променят малко от година на година. Ако разгледаме температурните условия на Земята за дълги периоди от време, можем да приемем хипотезата, че Земята е в топлинно равновесие: пристигането на топлина от Слънцето се балансира от загубата й в открития космос. Но тъй като Земята (с нейната атмосфера) получава топлина чрез поглъщане на слънчевата радиация и губи топлина чрез собствената си радиация, хипотезата за топлинно равновесие едновременно означава, че Земята също е в радиационно равновесие: притокът на късовълнова радиация към нея е балансиран чрез освобождаване на дълговълнова радиация в космоса.

Директна слънчева радиация

Лъчението, идващо към земната повърхност директно от диска на Слънцето, се нарича пряка слънчева радиация. Слънчевата радиация се разпространява от Слънцето във всички посоки. Но разстоянието от Земята до Слънцето е толкова голямо, че директната радиация пада върху всяка повърхност на Земята под формата на лъч от успоредни лъчи, излъчвани сякаш от безкрайността. Дори цялото земно кълбо като цяло е толкова малко в сравнение с разстоянието до Слънцето, че цялата слънчева радиация, падаща върху него, може да се счита за лъч от паралелни лъчи без забележима грешка.

Лесно е да се разбере, че максималното количество радиация, възможно при дадени условия, се получава от единица площ, разположена перпендикулярно на слънчевите лъчи. Ще има по-малко лъчиста енергия на единица хоризонтална площ. Основното уравнение за изчисляване на пряката слънчева радиация се основава на ъгъла на падане на слънчевите лъчи или по-точно на надморската височина на Слънцето ( ч): С" = Сгрях ч; Където С"– слънчева радиация, падаща върху хоризонтална повърхност, С– пряка слънчева радиация с успоредни лъчи.

Потокът от пряка слънчева радиация върху хоризонтална повърхност се нарича инсолация.

Промени в слънчевата радиация в атмосферата и на земната повърхност

Около 30% от пряката слънчева радиация, падаща върху Земята, се отразява обратно в космоса. Останалите 70% отиват в атмосферата. Преминавайки през атмосферата, слънчевата радиация се разсейва частично от атмосферните газове и аерозоли и се превръща в специална форма на разсеяна радиация. Частично пряката слънчева радиация се абсорбира от атмосферните газове и примеси и се превръща в топлина, т.е. отива да стопли атмосферата.

Неразпръсната и непогълната в атмосферата, пряката слънчева радиация достига земната повърхност. Малка част от него се отразява от него, а по-голямата част от радиацията се поглъща от земната повърхност, в резултат на което земната повърхност се затопля. Част от разсеяната радиация достига и до земната повърхност, частично се отразява от нея и частично се поглъща от нея. Другата част от разсеяната радиация отива нагоре в междупланетното пространство.

В резултат на поглъщането и разсейването на радиацията в атмосферата пряката радиация, която достига до земната повърхност, се различава от тази, която достига до границата на атмосферата. Потокът от слънчева радиация намалява и нейният спектрален състав се променя, тъй като лъчите с различни дължини на вълната се абсорбират и разпръскват в атмосферата по различни начини.

В най-добрия случай, т.е. при най-високото положение на Слънцето и при достатъчна чистота на въздуха на земната повърхност може да се наблюдава директен радиационен поток от около 1,05 kW/m 2 . В планините на надморска височина от 4–5 км се наблюдават радиационни потоци до 1,2 kW/m2 или повече. С приближаването на Слънцето до хоризонта и увеличаването на дебелината на въздуха, през който преминават слънчевите лъчи, потокът от пряка радиация намалява все повече и повече.

Около 23% от пряката слънчева радиация се абсорбира в атмосферата. Освен това това поглъщане е избирателно: различните газове поглъщат радиация в различни части на спектъра и в различна степен.

Азотът абсорбира радиация само при много къси дължини на вълните в ултравиолетовата част на спектъра. Енергията на слънчевата радиация в тази част на спектъра е напълно незначителна, така че абсорбцията от азот практически не оказва влияние върху потока на слънчевата радиация. В малко по-голяма степен, но все още много малко, кислородът поглъща слънчевата радиация – в две тесни области на видимата част на спектъра и в ултравиолетовата му част.

Озонът е по-силен абсорбатор на слънчевата радиация. Абсорбира ултравиолетовата и видимата слънчева радиация. Въпреки факта, че съдържанието му във въздуха е много малко, той абсорбира ултравиолетовото лъчение в горните слоеве на атмосферата толкова силно, че вълни, по-къси от 0,29 микрона, изобщо не се наблюдават в слънчевия спектър на земната повърхност. Общото поглъщане на слънчевата радиация от озона достига 3% от пряката слънчева радиация.

Въглеродният диоксид (въглероден диоксид) силно абсорбира радиация в инфрачервената област на спектъра, но съдържанието му в атмосферата все още е малко, така че абсорбцията му от пряка слънчева радиация обикновено е ниска. От газовете основен поглъщател на радиация в атмосферата са водните пари, концентрирани в тропосферата и особено в долната й част. От общия поток на слънчевата радиация, водната пара абсорбира радиация в диапазоните на дължината на вълната, разположени във видимата и близката инфрачервена област на спектъра. Облаците и атмосферните примеси също абсорбират слънчевата радиация, т.е. аерозолни частици, суспендирани в атмосферата. Като цяло, абсорбцията на водни пари и абсорбцията на аерозол представляват около 15%, а 5% се абсорбират от облаците.

Във всяко отделно място абсорбцията се променя във времето в зависимост както от променливото съдържание на абсорбиращи вещества във въздуха, главно водни пари, облаци и прах, така и от височината на Слънцето над хоризонта, т.е. върху дебелината на въздушния слой, през който преминават лъчите по пътя си към Земята.

Директната слънчева радиация по пътя си през атмосферата се отслабва не само чрез поглъщане, но и чрез разсейване, и то по-значително. Разсейването е фундаментално физическо явление при взаимодействието на светлината с материята. Може да възникне при всички дължини на вълната на електромагнитния спектър, в зависимост от съотношението на размера на разпръскващите частици към дължината на вълната на падащото лъчение.По време на разсейването частица, намираща се на пътя на разпространение на електромагнитна вълна, непрекъснато „извлича“ енергия от падащата вълна и я преизлъчва във всички посоки. По този начин частицата може да се разглежда като точков източник на разсеяна енергия. Разпръскваненарича трансформация на част от пряката слънчева радиация, която преди разсейването се разпространява под формата на успоредни лъчи в определена посока, в радиация, пътуваща във всички посоки. Разсейването възниква в оптически нехомогенен атмосферен въздух, съдържащ най-малките частици течни и твърди примеси - капки, кристали, малки аерозоли, т.е. в среда, където индексът на пречупване варира от точка до точка. Но чистият въздух без примеси също е оптически нехомогенна среда, тъй като в него поради топлинното движение на молекулите постоянно възникват кондензации и разреждания, както и колебания в плътността. При среща с молекули и примеси в атмосферата слънчевите лъчи губят линейната си посока на разпространение и се разсейват. Радиацията се разпространява от разпръскващите се частици по такъв начин, сякаш самите те са излъчватели.

Според законите на разсейването, по-специално според закона на Рейли, спектралният състав на разсеяното лъчение се различава от спектралния състав на прякото лъчение. Законът на Рейли гласи, че разсейването на лъчите е обратно пропорционално на 4-та степен на дължината на вълната:

С ? = 32? 3 (м-1) / 3n? 4

Където С? – коеф дисперсия; м– показател на пречупване в газ; н– брой молекули в единица обем; ? – дължина на вълната.

Около 26% от енергията на общия поток слънчева радиация се превръща в разсеяна радиация в атмосферата. След това около 2/3 от разсеяната радиация достига земната повърхност. Но това ще бъде специален вид радиация, значително различна от пряката радиация. Първо, разсеяната радиация идва на земната повърхност не от слънчевия диск, а от целия небесен свод. Следователно е необходимо да се измери неговият поток върху хоризонтална повърхност. Измерва се също във W/m2 (или kW/m2).

Второ, разсеяното лъчение се различава от прякото лъчение по спектрален състав, тъй като лъчите с различна дължина на вълната се разпръскват в различна степен. В спектъра на разсеяното лъчение съотношението на енергията на различните дължини на вълната спрямо спектъра на директното лъчение се променя в полза на лъчите с по-къса дължина на вълната. Колкото по-малък е размерът на разсейващите частици, толкова по-силно се разсейват късовълновите лъчи в сравнение с дълговълновите лъчи.

Явления, свързани с разсейване на радиация

Разсейването на радиацията е свързано с такива явления като синия цвят на небето, здрача и зората, както и видимостта. Синият цвят на небето е цветът на самия въздух, поради разсейването на слънчевите лъчи в него. Въздухът е прозрачен в тънък слой, точно както водата е прозрачна в тънък слой. Но в дебелата дебелина на атмосферата въздухът има син цвят, точно както водата вече в сравнително малка дебелина (няколко метра) има зеленикав цвят. И така, как се случва молекулярното разсейване на светлината обратно? 4, тогава в спектъра на разсеяната светлина, изпратена от небесния свод, максималната енергия се измества към синьо. С височина, тъй като плътността на въздуха намалява, т.е. броят на разсейващите се частици цветът на небето става по-тъмен и преминава в наситено син, а в стратосферата - в черно-виолетов. Колкото повече примеси във въздуха са с по-голям размер от въздушните молекули, толкова по-голям е делът на дълговълновите лъчи в спектъра на слънчевата радиация и толкова по-белезникав става цветът на небето. Когато диаметърът на частиците от мъгла, облаци и аерозоли стане повече от 1–2 микрона, тогава лъчите с всички дължини на вълната вече не се разпръскват, а се отразяват еднакво дифузно; следователно далечните обекти в мъгла и прашен мрак вече не са покрити със синя, а с бяла или сива завеса. Ето защо облаците, върху които пада слънчева (т.е. бяла) светлина, изглеждат бели.

Разсейването на слънчевата радиация в атмосферата е от голямо практическо значение, тъй като създава дифузна светлина през деня. При отсъствието на атмосфера на Земята би имало светлина само там, където пряката слънчева светлина или слънчевите лъчи, отразени от земната повърхност и обектите върху нея, биха паднали. Благодарение на дифузната светлина, цялата атмосфера през деня служи като източник на светлина: през деня е светло и там, където слънчевите лъчи не падат директно и дори когато слънцето е скрито от облаци.

След залез слънце вечерта тъмнината не настъпва веднага. Небето, особено в тази част от хоризонта, където Слънцето е залязло, остава светло и изпраща постепенно намаляваща разсеяна радиация към земната повърхност. По същия начин, сутрин, дори преди изгрев слънце, небето изсветлява най-много по посока на изгрева и изпраща дифузна светлина към земята. Това явление на непълна тъмнина се нарича здрач - вечер и сутрин. Причината за това е осветяването на високите слоеве на атмосферата от Слънцето под хоризонта и разсейването на слънчевата светлина от тях.

Така нареченият астрономически здрач продължава вечер, докато Слънцето залезе под хоризонта на 18 o; до този момент е толкова тъмно, че се виждат най-слабите звезди. Астрономическият сутрешен здрач започва, когато слънцето има същото положение под хоризонта. Първата част от вечерния астрономически здрач или последната част от сутрешния здрач, когато слънцето е под хоризонта най-малко на 8°, се нарича граждански здрач. Продължителността на астрономическия здрач варира в зависимост от географската ширина и времето на годината. В средните ширини е от 1,5 до 2 часа, в тропиците по-малко, на екватора малко повече от един час.

Във високи географски ширини през лятото слънцето може изобщо да не падне под хоризонта или да потъне много плитко. Ако слънцето падне под хоризонта с по-малко от 18 градуса, тогава пълна тъмнина изобщо не настъпва и вечерният здрач се слива със сутрешния. Това явление се нарича бели нощи.

Здрачът е придружен от красиви, понякога много зрелищни промени в цвета на небето към Слънцето. Тези промени започват преди залез слънце и продължават след изгрев. Те имат доста естествен характер и се наричат ​​зора. Характерните цветове на зората са лилаво и жълто. Но интензивността и разнообразието от цветови нюанси на зората варират значително в зависимост от съдържанието на аерозолни примеси във въздуха. Тоновете на осветяване на облаците по здрач също са разнообразни.

В противоположната на слънцето част от небето се наблюдава контразор, също със смяна на цветовите тонове, с преобладаване на лилаво и лилаво-виолетово. След залез слънце в тази част на небето се появява сянката на Земята: сиво-син сегмент, нарастващ във височина и отстрани. Феноменът на зората се обяснява с разсейването на светлината от най-малките частици атмосферни аерозоли и дифракцията на светлината от по-големи частици.

Далечните обекти са по-малко видими от близките и не само защото видимият им размер намалява. Дори много големи обекти на определено разстояние от наблюдателя стават слабо видими поради мътността на атмосферата, през която се виждат. Тази мъгла се причинява от разсейване на светлината в атмосферата. Ясно е, че той се увеличава с увеличаване на аерозолните примеси във въздуха.

За много практически цели е много важно да се знае на какво разстояние очертанията на обектите зад въздушната завеса престават да се различават. Разстоянието, на което очертанията на обектите престават да се различават в атмосферата, се нарича диапазон на видимост или просто видимост. Диапазонът на видимост най-често се определя на око чрез определени, предварително избрани обекти (тъмни на фона на небето), разстоянието до които е известно. Съществуват и редица фотометрични инструменти за определяне на видимостта.

В много чист въздух, например от арктически произход, обхватът на видимост може да достигне стотици километри, тъй като затихването на светлината от обекти в такъв въздух се дължи на разсейване главно от въздушни молекули. Във въздух, съдържащ много прах или кондензационни продукти, обхватът на видимост може да бъде намален до няколко километра или дори метри. Така при лека мъгла обхватът на видимост е 500–1000 m, а при тежка мъгла или силни пясъчни бури може да намалее до десетки или дори няколко метра.

Обща радиация, отражение на слънчевата радиация, абсорбирана радиация, PAR, земно албедо

Цялата слънчева радиация, идваща към земната повърхност - пряка и дифузна - се нарича обща радиация. По този начин общата радиация

Q = С* грях ч + д,

Където С– енергийно осветяване чрез директно излъчване,

д– енергийно осветяване чрез разсеяна радиация,

ч– надморската височина на Слънцето.

При безоблачно небе сумарната радиация има дневна вариация с максимум около обяд и годишна вариация с максимум през лятото. Частичната облачност, която не покрива слънчевия диск, увеличава общата радиация в сравнение с безоблачно небе; пълната облачност, напротив, я намалява. Средно облачността намалява общата радиация. Следователно през лятото пристигането на общата радиация следобед е средно по-голямо, отколкото следобед. По същата причина той е по-висок през първото полугодие, отколкото през второто.

С.П. Хромов и А.М. Петросянц дава обедни стойности на общата радиация през летните месеци в близост до Москва с безоблачно небе: средно 0,78 kW/m2, със слънце и облаци - 0,80, с непрекъснати облаци - 0,26 kW/m2.

Попадайки върху земната повърхност, общата радиация се поглъща предимно в горния тънък слой на почвата или в по-дебел слой вода и се превръща в топлина, като частично се отразява. Степента на отражение на слънчевата радиация от земната повърхност зависи от естеството на тази повърхност. Съотношението на количеството отразена радиация към общото количество радиация, падаща върху дадена повърхност, се нарича повърхностно албедо. Това съотношение се изразява в проценти.

И така, от общия поток на общата радиация ( Сгрях ч + д) част от него се отразява от земната повърхност ( Сгрях ч + д)И къде А– повърхностно албедо. Останалата част от общата радиация ( Сгрях ч + д) (1 – А) се абсорбира от земната повърхност и отива за нагряване на горните слоеве на почвата и водата. Тази част се нарича абсорбирана радиация.

Албедото на почвената повърхност варира в рамките на 10–30%; във влажния чернозем намалява до 5%, а в сухия светъл пясък може да се увеличи до 40%. С увеличаване на влажността на почвата албедото намалява. Албедото на растителната покривка - гори, ливади, ниви - е 10–25%. Албедото на повърхността на прясно паднал сняг е 80–90%, това на дълготраен сняг е около 50% и по-малко. Албедото на гладка водна повърхност за директно излъчване варира от няколко процента (ако Слънцето е високо) до 70% (ако е ниско); зависи и от вълнението. За разсеяната радиация албедото на водните повърхности е 5–10%. Средно албедото на повърхността на Световния океан е 5–20%. Албедото на горната повърхност на облаците варира от няколко процента до 70-80% в зависимост от вида и дебелината на облачната покривка - средно 50-60% (S.P. Khromov, M.A. Petrosyants, 2004).

Дадените цифри се отнасят за отразяването на слънчевата радиация, не само видима, но и в целия й спектър. Фотометричните средства измерват албедото само за видимата радиация, което, разбира се, може леко да се различава от албедото за целия радиационен поток.

Преобладаващата част от радиацията, отразена от земната повърхност и горната повърхност на облаците, излиза извън атмосферата в открития космос. Част (около една трета) от разсеяната радиация също излиза в открития космос.

Съотношението на отразената и разсеяната слънчева радиация, излизаща в космоса, към общото количество слънчева радиация, навлизаща в атмосферата, се нарича планетарно албедо на Земята или просто Албедото на Земята.

Като цяло планетарното албедо на Земята се оценява на 31%. Основната част от планетарното албедо на Земята е отражението на слънчевата радиация от облаците.

Част от пряката и отразената радиация участва в процеса на фотосинтезата на растенията, поради което се нарича фотосинтетично активна радиация (PAR). PAR –част от късовълновата радиация (от 380 до 710 nm), най-активна по отношение на фотосинтезата и производствения процес на растенията, е представена както от пряка, така и от разсеяна радиация.

Растенията са способни да консумират пряка слънчева радиация и отразена от небесни и земни обекти в диапазона на дължината на вълната от 380 до 710 nm. Потокът от фотосинтетично активна радиация е приблизително половината от слънчевия поток, т.е. половината от общата радиация, практически независимо от метеорологичните условия и местоположението. Въпреки че, ако стойността от 0,5 е типична за европейските условия, тогава за израелските условия тя е малко по-висока (около 0,52). Не може обаче да се каже, че растенията използват PAR еднакво през целия си живот и при различни условия. Ефективността на използването на PAR е различна, затова бяха предложени показателите „Коефициент на използване на PAR“, който отразява ефективността на използване на PAR и „Ефективност на фитоценозата“. Ефективността на фитоценозите характеризира фотосинтетичната активност на растителната покривка. Този параметър е намерил най-широко приложение сред лесовъдите за оценка на горските фитоценози.

Трябва да се подчертае, че самите растения са способни да образуват PAR в растителната покривка. Това се постига благодарение на разположението на листата към слънчевите лъчи, въртенето на листата, разпределението на листа с различни размери и ъгли на наклон на различни нива на фитоценози, т.е. чрез т. нар. растителна архитектура. В растителната покривка слънчевите лъчи се пречупват многократно и се отразяват от повърхността на листата, като по този начин се формира собствен вътрешен радиационен режим.

Радиацията, разпръсната в растителната покривка, има същото фотосинтетично значение като пряката и дифузна радиация, достигаща до повърхността на растителната покривка.

Радиация от земната повърхност

Самите горни слоеве на почвата и водата, снежната покривка и растителността излъчват дълговълнова радиация; Тази земна радиация по-често се нарича собствена радиация на земната повърхност.

Собственото излъчване може да се изчисли, като се знае абсолютната температура на земната повърхност. Според закона на Стефан-Болцман, като се има предвид, че Земята не е абсолютно черно тяло и следователно въвеждането на коефициент? (обикновено равно на 0,95), земна радиация допределена по формулата

д s = ?? T 4 ,

Където? – константа на Стефан-Болцман, T– температура, К.

При 288 K, д s = 3,73 · 10 2 W/m2. Такова голямо излъчване на радиация от земната повърхност би довело до нейното бързо охлаждане, ако това не беше предотвратено от обратния процес - поглъщането на слънчевата и атмосферната радиация от земната повърхност. Абсолютните температури на земната повърхност са между 190 и 350 К. При такива температури излъченото лъчение на практика е с дължини на вълните в диапазона 4–120 μm, а максималната му енергия се проявява при 10–15 μm. Следователно цялото това лъчение е инфрачервено и не се възприема от окото.

Противоизлъчване или насрещно лъчение

Атмосферата се нагрява, поглъщайки както слънчевата радиация (макар и в относително малка част, около 15% от цялото количество, идваща на Земята), така и собствената си радиация от земната повърхност. Освен това той получава топлина от земната повърхност чрез топлопроводимост, както и чрез кондензация на водни пари, които са се изпарили от земната повърхност. Нагорещената атмосфера се излъчва сама. Точно като земната повърхност, той излъчва невидимо инфрачервено лъчение в приблизително същия диапазон на дължината на вълната.

Повечето (70%) от атмосферната радиация достига земната повърхност, останалата част отива в открития космос. Атмосферната радиация, достигаща до земната повърхност, се нарича противорадиация д a, тъй като е насочен към собственото излъчване на земната повърхност. Земната повърхност поглъща насрещната радиация почти изцяло (95–99%). По този начин противорадиацията е важен източник на топлина за земната повърхност в допълнение към абсорбираната слънчева радиация. Противоизлъчването се увеличава с увеличаване на облачността, тъй като самите облаци излъчват силно.

Основното вещество в атмосферата, което абсорбира земната радиация и изпраща противорадиация, е водната пара. Поглъща инфрачервеното лъчение в широк диапазон от спектъра - от 4,5 до 80 микрона, с изключение на интервала между 8,5 и 12 микрона.

Въглеродният оксид (въглероден диоксид) силно абсорбира инфрачервеното лъчение, но само в тясна област на спектъра; озонът е по-слаб и също в тясна област на спектъра. Вярно е, че поглъщането от въглероден диоксид и озон се извършва във вълни, чиято енергия в спектъра на земното излъчване е близка до максималната (7–15 μm).

Противоизлъчването винаги е малко по-малко от земното. Поради това земната повърхност губи топлина поради положителната разлика между собственото и насрещното излъчване. Разликата между собственото лъчение на земната повърхност и насрещното лъчение на атмосферата се нарича ефективно лъчение дд:

д e = дс - да.

Ефективното излъчване е нетната загуба на лъчиста енергия и следователно топлина от земната повърхност през нощта. Собственото лъчение може да се определи по закона на Стефан-Болцман, като се знае температурата на земната повърхност, а противоизлъчването може да се изчисли по горната формула.

Ефективната радиация в ясни нощи е около 0,07–0,10 kW/m2 в равнинни станции в умерени ширини и до 0,14 kW/m2 във високопланински станции (където насрещната радиация е по-малка). С увеличаване на облачността, което увеличава насрещната радиация, ефективната радиация намалява. При облачно време е много по-малко, отколкото при ясно време; следователно нощното охлаждане на земната повърхност е по-малко.

Ефективна радиация, разбира се, съществува и през деня. Но през деня той е блокиран или частично компенсиран от абсорбираната слънчева радиация. Поради това земната повърхност е по-топла през деня, отколкото през нощта, но и ефективната радиация през деня е по-голяма.

Средно земната повърхност в средните географски ширини губи чрез ефективна радиация около половината от количеството топлина, което получава от абсорбираната радиация.

Поглъщайки земната радиация и изпращайки насрещна радиация към земната повърхност, атмосферата по този начин намалява охлаждането на последната през нощта. През деня той почти не предотвратява нагряването на земната повърхност от слънчевата радиация. Това влияние на атмосферата върху топлинния режим на земната повърхност се нарича парников или парников ефект поради външната аналогия с ефекта на стъклото в оранжерия.

Радиационен баланс на земната повърхност

Разликата между абсорбираната радиация и ефективната радиация се нарича радиационен баланс на земната повърхност:

IN=(Сгрях ч + д)(1 – А) – дд.

През нощта, когато няма обща радиация, отрицателният радиационен баланс е равен на ефективната радиация.

Радиационният баланс се движи от нощни отрицателни стойности до дневни положителни стойности след изгрев слънце на надморска височина 10–15 °. Преминава от положителни към отрицателни стойности преди залез слънце на същата височина над хоризонта. При наличие на снежна покривка радиационният баланс се движи към положителни стойности само на слънчева надморска височина от около 20–25 o, тъй като при голямо албедо на сняг поглъщането на общата радиация е ниско. През деня радиационният баланс нараства с увеличаване на слънчевата височина и намалява с нейното намаляване.

Средните обедни стойности на радиационния баланс в Москва през лятото при ясно небе, дадени от S.P. Хромов и М.А. Petrosyants (2004), са около 0,51 kW/m2, през зимата само 0,03 kW/m2, при средна облачност през лятото около 0,3 kW/m2, а през зимата близо до нула.

1. На кои острови е живяла изчезналата птица додо?

Мавриций

Коморски острови

Сейшели

Малдивите

2. Близо до кой остров се наблюдава най-високата повърхностна температура на Световния океан?

Сокотра

Нов Британия

Канарски острови

3. Кой от следните езици не е свързан с другите три?

датски

норвежки

финландски

шведски

4. Каква част от слънчевата светлина се абсорбира от повърхността на Земята?

5. Кой от следните продукти не е артикул за търговски износ на Гана?

Какаови зърна

дърво

6. В кой от следните френски градове има най-малко валежи през юли - август?

Марсилия

7. Кога се е разпаднал континентът Пангея?

преди 10 милиона години

преди 50 милиона години

преди 250 милиона години

преди 500 милиона години

8. На кой остров се намира вулканът Майон?

Минданао

Калимантан

9. Кое от тези твърдения най-точно описва местоположението на София?

В Дунавския басейн

В Стара планина

В Родопите

На брега на Черно море

10. В кой град се намира централата на ОПЕК?

Брюксел

Страсбург

11. В кой исторически регион на Румъния по-голямата част от населението са унгарци?

Влашко

Молдова

Добруджа

Трансилвания

12. Към кой морски басейн принадлежи течението на езерото Байкал?

Лаптев

Източносибирски

Берингово

Карское

13. Защо бившият Ренесансов остров почти се е удвоил от 1950 г. насам?

Речен нанос

Увеличаване на площта на ледниците

Падащо ниво на водата

Изкуствени насипи

14. Какво е името на слабо населената, горещ, сух регион на Аржентина, податлив на тежки наводнения през лятото?

Гран Чако

Ентре Риос

Патагония

15. В коя част на Индия живеят народи, които говорят дравидски езици?

Северозападна

Североизток

16. В кой град летището е кръстено наскоро преименувано? Чан Кайши

Хонг Конг

17. Коя канадска провинция наскоро е започнала разработването на нефтени пясъци?

Онтарио

Алберта

Британска Колумбия

18. Кой от следните канали няма шлюзове?

Кил

панамски

река Св. Лорънс

Суец

19. Езикът науатъл се говори от потомците на хората, построили величествените градове и храмове в Мексико. Що за хора са тези?

олмеки

20. Кой от следните градове се намира в Страната на баските?

Гуадалахара

Барселона

Билбао

21. Коя провинция в Китай има най-голямо население?

Шандонг

Съчуан

22. Кои страни се присъединиха към ООН след 2005 г.?

Черна гора

Черна гора и Източен Тимор

Черна гора, Източен Тимор и Еритрея

23. Коя част от Великобритания е най-слабо населена?

Шотландия

Северна Ирландия

24. Историческият център на кой град, разположен на брега на Висла, е включен в списъка на световното наследство на ЮНЕСКО?

Катовице

Познан

25. В коя област на географията се отличава Авраам Ортелий?

Океанология

Метеорология

Геология

Картография

26. Кое е най-голямото постижение на Мартин Бьохайм?

Първата печатна карта в света

Първият глобус в света

Конформна проекция

Съставяне на енциклопедия на древните знания

27. Коя страна има най-голям брой вътрешни бежанци?

Хърватия

Босна и Херцеговина

Азербайджан

28. Един ден е свързан с 1 година приблизително както 1 градус географска дължина е с:

360 минути

60 минути

60 градуса

Дължина на екватора

29. В каква посока трябва да се движите, за да стигнете от точката с координати 12°N. 176° W до точка с координати 30° с.ш. 174°и.д.?

На североизток

На югозапад

На северозапад

На югоизток

30. Кое от следните се характеризира с най-млада кора?

Източноафрикански рифт

Източнотихоокеанско издигане

Канадски щит

Басейн на Амазонка

31. Какви движения на тектонични плочи се наблюдават в зоната на разлома Сан Андреас?

Сблъсък на плочи

Плъзгане на плочите

Повдигане и спускане на различни плочи

Хоризонтално преместване на плочи в различни посоки по една ос

32. В коя от тези страни има миграционен спад на населението?

Ирландия

33. Каква част от населението на света живее в градски райони?

34. Коя от следните страни е лидер по брой пристигнали туристи?

Франция

Виетнам

35. Кои държави нямат достъп до Световния океан и граничат само с държави, които също нямат достъп до Световния океан?

Узбекистан

Узбекистан и Лихтенщайн

Узбекистан, Лихтенщайн и Унгария

Узбекистан, Лихтенщайн, Унгария и Централноафриканска република

36. Коя от следните скали е метаморфна?

Варовик

Базалт

37. На каква географска ширина се намира Южният магнитен полюс?

38. Кой от следните острови е с коралов произход?

Хокайдо

Киритимати

Сейшели

39. Кое от тези твърдения не е вярно по отношение на Коста Рика?

Липса на редовна армия

Висок процент на грамотност

Висок дял на местното население

Висок дял на бялото население

40. Защо цилиндричната проекция на Герхард Меркатор не може да се използва за топографски изчисления?

Площите на обектите на екватора са изкривени

Зоните на обекти във високи географски ширини са изкривени

Ъглите са изкривени

Градусната мрежа е изкривена

41. Кои държави са въвлечени в териториален спор относно границата, минаваща по 22° северна ширина?

Индия и Пакистан

САЩ и Канада

Египет и Судан

Намибия и Ангола

42. Кои страни наскоро приключиха спора за богатата на петрол зона на полуостров Бакаси?

Нигерия и Камерун

ДРК и Ангола

Габон и Камерун

Гвинея и Сиера Леоне

43. Кой от посочените мащаби на картата показва най-подробно релефа?

44. Каква е гъстотата на населението на Сингапур?

3543 души/km 2

6573 души/km 2

7350 души/km 2

9433 души/km 2

45. Какъв е делът на четирите най-населени страни в населението на Земята?

46. ​​​​Кои климатични зони ще пресечете, когато пътувате от Дарвин до Алис Спрингс?

Умерен морски, субекваториален влажен, субекваториален сух, тропически сух

Субекваториална суха, тропическа суха, тропическа пустиня

Субекваториално влажно, субекваториално сухо, тропическо сухо

Субекваториално влажно, субекваториално сухо, тропическо сухо, тропическа пустиня

47. Какво състояние може да елиминира влиянието на тайфуните?

Местоположение на екватора

Намира се на северна ширина 15°

Да си над морето

Да бъдеш в тропиците

48. Кога е най-високото ниво на водата в река Замбези?

49. Каква е причината за черно-червения цвят на водата в притока на Рио Негро на Амазонка?

Промишлено замърсяване на водата в реката

Танини, съдържащи се в растителни отпадъци

Скали от Андите

Водна ерозия на екваториалните почви

50. Точка с координати 18° ю.ш. 176° W разположени на островите:

Каролайн

Общества

Хавайски

От списъка с държави по-долу изберете 5-те с най-висок коефициент на раждаемост и подредете тези държави в низходящ ред:

Израел

Гватемала

Испания

От списъка с държави по-долу изберете 5-те с най-дълга брегова линия и ги подредете в низходящ ред според стойността им:

Малайзия

Австралия

Украйна

Индонезия

Венецуела

Бразилия

Бангладеш

Коста Рика

На контурна карта отбележете 5-те най-населени държави в Южна Америка.

На схематична карта отбележете 5-те африкански държави с най-голям поток от бежанци.

ОТГОВОРИ

1 - Мавриций

2 - Сокотра

3 - финландски

4 - около 50%

6 - Марсилия

7 – Най-близкият отговор е „преди 250 милиона години“.

9 - Тестовата формулировка не може да се счита за правилна. Вариантът „В Дунавския басейн” е напълно правилен, но не точен: подобно определение на позицията не се фокусира върху София. Опцията „В Стара планина” по-точно показва местоположението, но самото понятие „Балкана планина” е неясно.

11 - Трансилвания

12 - Карское

13 - Спад на нивото на водата

14 - Патагония

16 - Тайпе

17 - Алберта

18 - Суец

19 - Ацтеките

20 - Билбао

21 - Съчуан

22 - Черна гора

23 - Шотландия

24 - Краков

25 - Картография

26 - Глобус

27 - Босна и Херцеговина

28 - Дължина на екватора

29 - На северозапад

30 - Източнотихоокеанско издигане

31 - Хоризонтално изместване...

32 - Очевидно това се отнася за Иран, въпреки че няма точни данни.

33 - 49% (въпреки че изчисленията за 2007 г. показват, че броят на градските жители вече е над 50%).

34 - Франция

35 - Узбекистан и Лихтенщайн

36 - Мрамор

38 - Киритимати

39 – Липса на редовна армия. Други знаци обаче не могат да бъдат отхвърлени, т.к Значението на думата "високо" не е определено. Тестът е неправилен.

40 - Зоните на обекти във високи географски ширини са изкривени. Но четвъртият вариант не е безсмислен. Тестът е неправилен.

41 - Египет и Судан

42 - Нигерия и Камерун

44 - 7350. Но такива въпроси не могат да се задават.

45 - Около 43%

46 - 2-ри отговор

47 - На екватора

49 - Танини

Нигер, Египет, Йемен, Южна Африка, Лаос, Малайзия, Австралия, Швеция, Индонезия, Бразилия. Задачата обаче е неправилна. Дължината на бреговата линия по принцип е неизмерима величина. См.: К.С. Лазаревич.Дължина на бреговата линия//География, бр./2004.

Формулировката на въпросите е по памет и може леко да се различава от оригиналните: Националното географско общество на САЩ не дава задачи нито на участниците в състезанието, нито на ръководителите на отбори.

Твърдението, че унгарците съставляват мнозинството в Трансилвания е спорно. Румънците имат друга гледна точка по този въпрос.