33. Сонячна радіація та явища, пов’язані з нею в атмосфері.

Со́нячна радіа́ція — випромінювання Сонця, яке поширюється у вигляді електромагнітних хвиль. Електромагнітна радіація поширюється у вигляді електромагнітних хвиль зі швидкістю світла і проникає в земну атмосферу. До земної поверхні сонячна радіація доходить у вигляді прямої і розсіяної радіації. До 47% загальної кількості радіації, що надходить на верхню межу атмосфери, досягає поверхні Землі й поглинається нею, 25% затримується атмосферою — розсіюється молекулами газів та домішками. Всього Земля одержує від Сонця менше однієї двомільярдної його випромінювання. Сонячна радіація — головне джерело енергії для всіх фізико-географічних процесів, що відбуваються на земній поверхні і в атмосфері. Кількість сонячної радіації залежить від висоти Сонця, географічної широти місцевості, пори року, прозорості атмосфери. Для вимірювання сонячної радіації використовують актинометри і піргеліометри. Сонячна радіація звичайно вимірюється за її тепловою дією і визначається в калоріях на одиницю поверхні за одиницю часу.

Пряма радіація — сонячна радіація, що доходить до земної поверхні у вигляді пучка паралельних променів, що виходять безпосередньо від сонячного диска.

Розсіяна радіація — сонячна радіація, що була розсіяна в атмосфері, надходить на земну поверхню з усього небокраю. У похмурі дні вона є єдиним джерелом енергії в приземних шарах атмосфери.

Сумарна радіація — сукупність прямої і розсіяної сонячної радіації, що надходить у природних умовах на земну поверхню. Вона залежить від географічної широти, висоти над рівнем моря, прозорості атмосфери і хмарності. У гірських районах розподіл сонячної радіації дуже складний, тому що її величина визначається також ще експозицією і крутістю схилів. Розподіл сумарної радіації представлено для рівнин і передгір'їв з абсолютними висотами до 600 м. Кількість сумарної радіації зменшується від екватора до полюсів, оскільки кількість радіації, що досягла земної поверхні, залежить від кут падіння променів, тобто від широти місцевості. На всій території колишнього СРСР, крім деяких районів Середньої Азії, півдня Східного Сибіру і Далекого Сходу, узимку переважає розсіяна радіація, улітку — пряма сонячна радіація. Відношення відбитої радіації до тієї, що надійшла на дану поверхню, називається альбедо. Різні типи поверхні володіють різними показниками відбиття сонячної радіації. Наприклад, вологий чорнозем має альбедо всього 5-10%, сніг відбиває 80-90% сонячної енергії.

Розсіяння сонячної радіації в атмосфері. Крім поглинання, пряма сонячна радіація на шляху крізь атмосферу послабляється ще шляхом розсіювання, причому послабляється більш значно. При цьому розсіювання радіації тим більше, чим більше містить повітря аерозольних домішок. Розсіюванням називається часткове перетворення радіації, що має визначений напрямок поширення (а такий саме і є пряма сонячна радіація, що поширюється у вигляді рівнобіжних променів), у радіацію, що йде в усіх напрямках. Розсіювання відбувається в оптично неоднорідному середовищі, тобто в середовищі, де показник переломлення змінюється від точки до точки. Таким оптично неоднорідним середовищем є атмосферне повітря, що містить дрібні частки рідких і твердих домішок - краплі, кристали, ядра конденсації, порошини. Але оптично неоднорідним середовищем є і чисте, вільне від домішок повітря, тому що в ньому внаслідок теплового руху молекул постійно виникають згущення і розрідження, коливання щільності. Таким чином, зустрічаючись з молекулами і домішками в атмосфері, сонячні промені втрачають прямолінійний напрямок поширення, розсіюються. Радіація поширюється від часток, що розсіюють, таким чином, якби вони самі були джерелами радіації. Близько 25 % загального потоку сонячної радіації перетворюється в атмосфері в розсіяну радіацію. Правда, значна частка розсіяної радіації (2/3 її) також приходить до земної поверхні. Але це буде вже особливий вид радіації, істотно відмінний від прямої радіації.