Некоторые величины, характеризующие солнечное излучение

1. Энергия излучения (волн) часто обозначается буквами W или Qе и измеряется в джоулях (Дж).

2. Поток излучения Фе– величина, равная энергии электромагнитного излучения, проходящего в единицу времени через некоторую поверхность S.

Фе представляет собой мощность излучения, излучаемого телом и распространяющегося в пространстве. Единица измерения – ватт (Вт). Определяется как отношение энергии излучения W ко времени t, за которое излучение произошло.

= W / t (2)

3. Энергетическая освещённость (облучённость) Ee – величина, которая характеризует величину потока излучения, падающего на единицу площади освещаемой поверхности. Единица измерения – 1 Вт/м2.

Освещённость поверхности зависит от угла падения α. При нормальном падении потока излучения Фо на поверхность S она определяется как отношение этих величин.

Ео = Фо / S (3)

При наклонном падении (рис.1) на ту же самую поверхность S освещённость Е этой поверхности меньше и определяется выражением

(4)

где Eo – освещённость при нормальном падении излучения (света),

α - угол падения, то есть угол между направлением распространения излучения и нормалью к поверхности.

Это означает, что при освещении земной поверхности солнечным светом, количество солнечной энергии падающей (поступающей) на неё зависит от угла наклона солнечных лучей. В соответствии с (4) поток солнечного излучения Ф, падающего на поверхность площадью S, определяется выражением

Ф = Фо· cos α = Ео· S · cos α (5)

 

Тогда энергия солнечного света, поступающая на эту поверхность за время t, равна

 

W = Фо· t · cos α = Ео· S · t · cos α (6)

 

 

Рис. 1 Рис.2 – Спектральное распределение энергии

Наклонное падение света солнечного излучения вне земной атмосферы (1)

и на поверхности земли для различных положений

Солнца над горизонтом (2,3,4,5,6). 1 мкм = 1000 нм.

 

4. Солнечная инсоляция.Количество попадающего на освещаемую поверхность потенциально полезного солнечного излучения определяется понятием, именуемым инсоляцией.Обозначим её здесь, как Ws.

Солнечная инсоляция Ws– это суммарная энергия солнечного излучения, попадающего на единицу площади горизонтальной поверхности, определённая за достаточно длительный период времени (сутки, неделя, месяц, год). Единица измерения – 1 кВт·час/м2.

Солнечная инсоляция сильно изменяется от одной точки земной поверхности к другой, то есть зависит от географического положения местности. Очевидно, что степи Астрахани, пустыня Сахара получают значительно больше света, чем Петрозаводск или Санкт-Петербург.

При нахождении величины солнечной инсоляции какого-либо района необходимо учитывать также несколько факторов:

- влияние времени года, обуславливающее более низкую освещенность и долготу дня зимой;

- характер местности, освещаемой солнцем (наличие загораживающих солнце деталей рельефа местности, такие как горы, деревья, здания);

- местные погодные условия (облачность, туман, дождь);