Някои физически основи за ефективно съхранение на слънчева енергия в слънчево солено езерце. Каква част от слънчевата светлина се абсорбира от земната повърхност Колко от слънчевата енергия достига до земята

За да определим основните и второстепенни фактори, влияещи върху ефективността на съхранение на слънчева енергия от соларно солено езерце, основният модул на редица системи и инсталации за възобновяеми енергийни източници (ВЕИ), нека се обърнем към Фигура 1 - която показва паралелни и последователни напредване на топлината на Слънцето към горещата саламура на слънчевото солено езерце. Както и непрекъснатите промени в стойностите на различните видове слънчева радиация и общата им стойност по пътя.

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

За да оценим ефективността на активното използване на различни видове слънчева радиация, ще определим кои от природните, техногенните и експлоатационните фактори имат положителен и кои отрицателен ефект върху концентрацията (увеличаването на потока) на слънчевата радиация в езерото и натрупването му с гореща саламура.

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

Лъчистата енергия на Слънцето достига Земята под формата на пряка и разсеяна 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 в земната повърхност навлиза дълговълнова радиация от атмосферата (противорадиация), от своя страна земната повърхност излъчва дълговълнова радиация (самоизлъчване).

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 лъч успоредни лъчиидваща директно от диска на Слънцето се нарича пряка слънчева радиация. Директната 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:

Ултравиолетова радиация (- видима радиация (0,4 µm) - инфрачервена радиация (> 0,7 µm) - 46% интензитет. , така че само малка част от този диапазон на слънчевата енергия достига земната повърхност.

Далечната инфрачервена (>12 µm) слънчева радиация едва достига до Земята.

От гледна точка на използването на слънчевата енергия на Земята, само радиация в диапазона на дължината на вълната 0,29 - 2,5 μm / Повечето отслънчевата енергия извън атмосферата попада в диапазона на дължината на вълната 0,2 - 4 микрона, а на земната повърхност - в диапазона 0,29 - 2,5 микрона.

Да видим как се преразпределят общ изглед, потоци от енергия, които Слънцето дава на Земята. Нека вземем 100 произволни единици слънчева енергия (1,36 kW/m2), падащи на Земята, и да проследим техните пътища в атмосферата. Един процент (13,6 W/m2), късият ултравиолетов лъч на слънчевия спектър, се абсорбира от молекулите в екзосферата и термосферата, като ги нагрява. Други три процента (40,8 W/m2) от близката ултравиолетова светлина се абсорбират от стратосферния озон. Инфрачервената опашка на слънчевия спектър (4% или 54,4 W/m2) остава в горните слоеве на тропосферата, съдържащи водни пари (отгоре практически няма водни пари).

Останалите 92 фракции слънчева енергия (1,25 kW/m2) попадат в "прозореца на прозрачност" на атмосферата от 0,29 µm./m2), а останалата част се разпределя между повърхността на Земята и космоса. Повече отива в открития космос, отколкото попада на повърхността, 30 дяла (408 W/m2) нагоре, 8 дяла (108,8 W/m2) надолу.

Това беше общата осреднена картина на преразпределението на слънчевата енергия в земната атмосфера. Това обаче не позволява решаването на конкретни проблеми с използването на слънчевата 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 часовата инсолация на екватора и на средните ширини е много по-голяма, отколкото на високите ширини.

Височините на Слънцето (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 директната компонента, но и стойността на разсеяната компонента на интензитета на радиацията върху хоризонталната повърхност, разпръсната при въздушни маси 1, 2, 3, и 5 при тези условия съответно е равно на 110, 90, 70 и 50 W/m2 (с коефициент 0,3 - 0,7 за вертикалната равнина, тъй като се вижда само половината от небето). В допълнение, в областите на небето, близки до Слънцето, има "околослънчев ореол" в радиус от ≈ 5⁰.

Дневното количество слънчева радиация е максимално не на екватора, а близо до 40 ⁰. Този факт също е следствие от наклона земната оскъм равнината на своята орбита. По време на лятното слънцестоене Слънцето в тропиците е почти през целия ден над главата и светлата част на деня 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 интензивността на слънчевата радиация намалява, максималната стойност на дневната инсолация се появява на ширина от около 40 ⁰ и остава почти постоянна (за условия на безоблачно небе) до Арктическия кръг.

Като се има предвид облачността и замърсяването на атмосферата от промишлени отпадъци, характерни за много страни по света, стойностите, дадени в таблицата, трябва да бъдат поне наполовина. Например за Англия през 70-те години на ХХ век, преди началото на борбата за защита заобикаляща средагодишното 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. Буфалом 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 в Северен Байкал през лятото е 0,949, 0,906, 0,883 съответно за червени, зелени и сини филтри. През лятото атмосферата е оптически по-нестабилна, отколкото през зимата, и тази нестабилност варира значително от предиобедните до следобедните часове. В зависимост от годишния ход на затихване от водни пари и аерозоли, техният принос в общото затихване на слънчевата радиация също се променя. Аерозолите играят основна роля в студената част на годината, а водните пари – в топлата част от годината. 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 (през лятото) до 0,83 (през зимата). Аерозолите значително намаляват потока на пряка слънчева радиация във водната площ на езерото и те абсорбират предимно радиация от видимия спектър, с дължина на вълната, която свободно преминава през свежия слой на езерото, а това е от голямо значение за натрупването на слънчева енергия. енергия край езерото. (Слой вода с дебелина 1 см е практически непрозрачен за инфрачервено лъчение с дължина на вълната над 1 микрон). Затова като топлозащитен филтър се използва вода с дебелина няколко сантиметра. За стъкло ограничението за предаване на инфрачервени лъчи с дължина на вълната е 2,7 µm.

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

Електромагнитно лъчение се излъчва от всички нагрети тела и колкото по-студено е тялото, толкова по-малък е интензитетът на лъчението и толкова повече се измества максимумът на спектъра му в областта на дългите вълни. Има много проста връзка [ = 0,2898 cm∙deg. (закон на Виен)], с помощта на който лесно се установява къде се намира максималното излъчване на тяло с температура (⁰K). Например, човешко тяло с 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 ⁰С, 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 бъде доведена до температура 2100 ⁰K, а волфрамова жичка - до 2500 ⁰K "Защо тези 400 ⁰K са толкова важни? Цялата работа е, че целта на лампата с нажежаема жичка не е да загрява, 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 нишка, която да издържа на температурата на повърхността на Слънцето, но дори преходът от 2100 до 2500 ⁰K увеличава частта от 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 ⁰С, като поднесе дланта си отдолу (за да се премахне топлинната конвекция). Пристигането на пряка слънчева радиация във водната площ на езерото съответства на пристигането й на хоризонталната повърхност на облъчване. В същото време горното показва несигурността на количествените характеристики на пристигането в определен момент от време, както сезонни, така и дневни. Само височината на Слънцето (оптичната маса на атмосферата) е постоянна характеристика.

Натрупването на слънчева радиация от земната повърхност и езерцето 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 потока, който е паднал върху нея).

Светлите повърхности (бял пясък) имат голямо албедо, 35 - 40%. Албедото на тревните повърхности варира от 15 до 25%. Албедото на короната 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 е в диапазона 3 - 45%, в зависимост от височината на Слънцето и степента на вълнение.

При спокойна водна повърхност 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 слой вода има свои собствени характеристики.

Като цяло, оптичните свойства на водата (нейните разтвори) във видимата област на слънчевата радиация са показани 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, а ъгълът на отражение е равен на ъгъла на падане. В случай на пречупване падащият лъч, перпендикулярът, възстановен в точката на падане на лъча към интерфейса между две среди, и пречупеният лъч лежат в една и съща равнина. Ъгълът на падане и ъгълът на пречупване (Фигура 4) са свързани /, където е абсолютният индекс на пречупване на втората среда, - първата. Тъй като за въздуха, формулата ще приеме формата

Фигура 4 - Пречупване на лъчите по време на прехода от въздух към вода

Когато лъчите преминават от въздух във вода, те се приближават до "перпендикуляра на падане"; например, лъч, падащ върху водата под ъгъл спрямо перпендикуляра на повърхността на водата, влиза в нея вече под ъгъл, който е по-малък от (фиг. 4а). Но когато падащ лъч, плъзгащ се по повърхността на водата, падне 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 „ограничаващият“ ъгъл за водата (Фигура 4, b).

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

Нека сега проследим хода на лъчите, които се връщат назад (от точка P) - от вода към въздух (Фигура 5). Според законите на оптиката пътищата ще бъдат еднакви и всички лъчи, съдържащи се в споменатия 97-градусов конус, ще навлизат във въздуха под различни ъгли, разпространявайки се върху цялото 180-градусово пространство над водата. Подводните лъчи, които са 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 лъчите по време на прехода от вода към въздух

Ако съществува само отразеният лъч, няма пречупен лъч (явлението пълно вътрешно отражение).

Всеки подводен лъч, който среща повърхността на водата под ъгъл, по-голям от „ограничаващия“ (т.е. по-голям от 48,5 ⁰), не се пречупва, а се отразява: той претърпява „пълно вътрешно отражение“. Отражението в този случай се нарича пълно, защото всички падащи лъчи се отразяват тук, докато дори най-добре полираното сребърно огледало отразява само част от падащите върху него лъчи, докато 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). Като следствие от това, граничният ъгъл, при който възниква пълно 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 влезе във водата: това е „ограничаващият“ ъгъл за водата (Фигура 4, b), след това водната маса, в целия диапазон от стойности от височината на Слънцето, не се променя толкова незначително, колкото въздуха - винаги е по-малко.

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 отслабени, т.е. вълни със съответната дължина се абсорбират силно от разглежданата среда. Такива спектри се наричат абсорбционни спектри. Формата на абсорбционния спектър зависи от разглежданото вещество.

Тъй като солевият разтвор на слънчево солено езерце може да съдържа различни концентрации на натриев и магнезиев хлорид и техните съотношения, няма смисъл да се говори недвусмислено за спектрите на поглъщане. Въпреки че изследванията и данните по този въпрос са в изобилие.

Така например, проучвания, проведени в СССР (Ю. Усманов) за идентифициране на пропускливостта на радиация с различни дължини на вълната за вода и разтвор на магнезиев хлорид с различни концентрации, са получили следните резултати (Фигура 6). И B. J. Brinkworth показва графична зависимост на абсорбцията на слънчевата радиация и плътността на монохроматичния поток на слънчевата радиация (радиация) в зависимост от дължината на вълната (Фигура 7).

Следователно, количественото подаване на пряка слънчева радиация към горещата саламура на езерото, след навлизане във водата, ще зависи от: монохроматичната плътност на потока на слънчевата радиация (радиация); от височината на слънцето. А също и от албедото на повърхността на езерото, 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 от разтвора в градиентния слой (изолационен слой с концентрация на солен разтвор, нарастваща надолу), върху чистотата на водата и соления разтвор.

Фигури 6 и 7 показват, че водата има най-висок капацитет на предаване 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 във ВЕИ енергията) / G.B. Осадчи. Омск: ИПК Макшеева Е.А., 2010. 572 с.
2 Twydell J. Възобновяеми енергийни източници / J. Twydell, A. Ware. 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, 318с.
5 Пикин С. А. течни кристали/ С. А. Пикин, Л. М. Блинов. М.: Наука, 1982. 208 с.
6 Китайгородски А. И. Физика за всеки: Фотони и ядра / А. И. Китайгородски. 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. Москва: Образование, 1989. 223 с.
9 Перелман Я. И. Занимателна физика. Книга 2 / Я. И. Перелман. М.: Наука, 1986. 272 с.

Слънчевата енергия, равна на 100%, достига до горната граница на атмосферата.

Ултравиолетовото лъчение, което представлява 3% от 100% от входящата слънчева светлина, се абсорбира най-вече от озоновия слой в горната атмосфера.

Около 40% от останалите 97% взаимодействат с облаците - от които 24% се отразяват обратно в космоса, 2% се абсорбират от облаците и 14% се разпръскват, достигайки земната повърхност като разсеяна радиация.

32% от входящата радиация взаимодейства с водни пари, прах и мъгла в атмосферата - 13% от тях се абсорбират, 7% се отразяват обратно в космоса и 12% достигат земната повърхност като разсеяна слънчева светлина (фиг. 6)

Ориз. 6. Радиационен баланс на Земята

Следователно от първоначалните 100% слънчева радиация на земната повърхност достигат 2% пряка слънчева светлина и 26% дифузна светлина.

От тази сума 4% се отразяват от земната повърхност обратно в космоса, а общото отражение в космоса е 35% от падащата слънчева светлина.

От 65% от светлината, погълната от Земята, 3% идва от горните слоеве на атмосферата, 15% от долните слоеве на атмосферата и 47% от земната повърхност - океана и сушата.

За да може Земята да поддържа топлинно равновесие, 47% от цялата слънчева енергия, която преминава през атмосферата и се абсорбира от сушата и морето, трябва да бъде отдадена от сушата и морето обратно в атмосферата.

Видимата част от спектъра на радиация, навлизаща в повърхността на океана и създаваща светлина, се състои от слънчеви лъчи, преминали през атмосферата (директна радиация) и някои от лъчите, разпръснати от атмосферата във всички посоки, включително към повърхността на океан (разсеяна радиация).

Съотношението на енергията на тези два светлинни потока, падащи при хоризонтално кацане, зависи от височината на Слънцето - колкото по-високо е то над хоризонта, толкова по-голям е делът на пряката радиация

От облачността зависи и осветеността на морската повърхност при естествени условия. Високите и тънки облаци хвърлят много разсеяна светлина, поради което осветеността на морската повърхност при средни височини на Слънцето може да бъде дори по-голяма, отколкото при безоблачно небе. Плътните дъждовни облаци драстично намаляват осветеността.

Светлинните лъчи, които създават осветяването на морската повърхност, претърпяват отражение и пречупване на границата вода-въздух (фиг. 7) съгласно добре известния физичен закон на Снел.

Ориз. 7. Отражение и пречупване на лъч светлина върху повърхността на океана

Така всички светлинни лъчи, попадащи на повърхността на морето, частично се отразяват, пречупват и навлизат в морето.

Съотношението между пречупените и отразените светлинни потоци зависи от височината на Слънцето. При височина на Слънцето 0 0 целият светлинен поток се отразява от повърхността на морето. С увеличаване на височината на Слънцето делът на светлинния поток, проникващ във водата, се увеличава и при височина на Слънцето 90 0, 98% от общия поток, падащ на повърхността, прониква във водата.

Съотношението на светлинния поток, отразен от повърхността на морето, към падащата светлина се нарича албедо на морската повърхност . Тогава албедото на морската повърхност при височина на слънцето 90 0 ще бъде 2%, а за 0 0 - 100%. Албедото на морската повърхност е различно за директни и дифузни светлинни потоци. Албедото на пряката радиация зависи по същество от височината на Слънцето, албедото на разсеяната радиация практически не зависи от височината на Слънцето.

ЛЕКЦИЯ 2.

СЛЪНЧЕВА РАДИАЦИЯ.

план:

1. Стойността на слънчевата радиация за живота на Земята.

2. Видове слънчева радиация.

3. Спектрален състав на слънчевата радиация.

4. Поглъщане и разсейване на радиацията.

5.PAR (фотосинтетично активна радиация).

6. Радиационен баланс.

1. Основният източник на енергия на Земята за всички живи същества (растения, животни и хора) е енергията на слънцето.

Слънцето е газова топка с радиус 695300 км. Радиусът на Слънцето е 109 пъти по-голям от радиуса на Земята (екваториален 6378,2 km, полярен 6356,8 km). Слънцето се състои главно от водород (64%) и хелий (32%). Останалите представляват само 4% от масата му.

Слънчевата енергия е основното условие за съществуването на биосферата и един от основните климатообразуващи фактори. Благодарение на енергията на Слънцето въздушните маси в атмосферата непрекъснато се движат, което осигурява постоянството на газовия състав на атмосферата. Под действието на слънчевата радиация огромно количество вода се изпарява от повърхността на резервоари, почва, растения. Водните пари, пренасяни от вятъра от океаните и моретата към континентите, са основният източник на валежи за сушата.

Слънчевата енергия е задължително условие за съществуването на зелени растения, които преобразуват слънчевата енергия във високоенергийни органични вещества по време на фотосинтеза.

Растежът и развитието на растенията е процес на усвояване и преработка на слънчевата енергия, следователно земеделското производство е възможно само ако слънчевата енергия достигне земната повърхност. Руският учен пише: „Дайте на най-добрия готвач колкото искате чист въздух, слънчева светлина, цяла река чиста вода, помолете го да приготви от всичко това захар, нишесте, мазнини и зърнени храни и той ще си помисли, че се смеете. при него. Но това, което за човек изглежда абсолютно фантастично, се извършва безпрепятствено в зелените листа на растенията под въздействието на енергията на Слънцето. Смята се, че 1 кв. метър листа на час произвежда грам захар. Поради факта, че Земята е заобиколена от непрекъсната обвивка на атмосферата, слънчевите лъчи, преди да достигнат земната повърхност, преминават през цялата дебелина на атмосферата, която частично ги отразява, частично разсейва, т.е. променя количеството и качеството на слънчевата светлина, навлизаща в земната повърхност. Живите организми са чувствителни към промените в интензитета на осветеността, създадена от слънчевата радиация. Поради различната реакция към интензитета на светлината, всички форми на растителност се разделят на светлолюбиви и сенкоустойчиви. Недостатъчното осветление в културите причинява например слаба диференциация на тъканите на сламата на зърнените култури. В резултат на това силата и еластичността на тъканите намаляват, което често води до полягане на посевите. При удебелени царевични култури, поради слабото осветяване от слънчева радиация, образуването на кочани върху растенията е отслабено.

Слънчевата радиация влияе химичен съставземеделски продукти. Например съдържанието на захар в цвеклото и плодовете, съдържанието на протеин в пшеничното зърно пряко зависи от броя на слънчевите дни. Количеството масло в семената на слънчоглед, лен също се увеличава с увеличаването на пристигането на слънчева радиация.

Осветяването на надземните части на растенията значително влияе върху усвояването от корените хранителни вещества. При слабо осветление прехвърлянето на асимилати към корените се забавя и в резултат на това се инхибират биосинтетичните процеси, протичащи в растителните клетки.

Осветеността също влияе върху появата, разпространението и развитието на болестите по растенията. Периодът на инфекция се състои от две фази, които се различават една от друга в отговор на светлинния фактор. Първият от тях - действителното поникване на спорите и проникването на инфекциозния принцип в тъканите на засегнатата култура - в повечето случаи не зависи от наличието и интензивността на светлината. Вторият - след покълването на спорите - е най-активен при условия на висока светлина.

Положителният ефект на светлината влияе и върху скоростта на развитие на патогена в растението гостоприемник. Това е особено очевидно при гъбичките от ръжда. Колкото повече светлина, толкова по-кратък е инкубационният период за ръждата по пшеницата, жълтата ръжда по ечемика, ръждата по лена и боба и др. А това увеличава броя на поколенията на гъбата и увеличава интензивността на инфекцията. Плодовитостта се увеличава при този патоген при условия на интензивна светлина.

Някои болести се развиват най-активно при слаба светлина, причинявайки отслабване на растенията и намаляване на тяхната устойчивост към болести (патогени различен видгниене, особено зеленчукови култури).

Продължителност на осветлението и растенията. Ритъмът на слънчевата радиация (редуването на светлите и тъмните части на денонощието) е най-стабилният и повтарящ се фактор на околната среда от година на година. В резултат на дългогодишни изследвания физиолозите са установили зависимостта на прехода на растенията към генеративно развитие от определено съотношение на продължителността на деня и нощта. В тази връзка културите според фотопериодичната реакция могат да бъдат класифицирани в групи: кратък денчието развитие се забавя при продължителност на деня над 10 часа. Късият ден насърчава образуването на цветя, докато дългият ден го възпрепятства. Такива култури включват соя, ориз, просо, сорго, царевица и др.;

дълъг дендо 12-13 часа,изискващи дълготрайно осветление за развитието си. Развитието им се ускорява при продължителност на деня около 20 ч. Към тези култури спадат ръж, овес, пшеница, лен, грах, спанак, детелина и др.;

неутрален по отношение на продължителността на деня, чието развитие не зависи от продължителността на деня, например домати, елда, бобови култури, ревен.

Установено е, че за началото на цъфтежа на растенията е необходимо преобладаването на определен спектрален състав в лъчистия поток. Растенията с къс ден се развиват по-бързо, когато максималната радиация пада върху синьо-виолетовите лъчи, а растенията с дълъг ден - върху червените. Продължителността на светлата част от деня (астрономическата продължителност на деня) зависи от времето на годината и географската ширина. На екватора продължителността на деня през цялата година е 12 часа ± 30 минути. При движение от екватора към полюсите след пролетното равноденствие (21.03) продължителността на деня нараства на север и намалява на юг. След есенното равноденствие (23.09) разпределението на продължителността на деня се обръща. В Северното полукълбо 22 юни е най-дългият ден, чиято продължителност е 24 часа на север от Северния полярен кръг Най-късият ден в Северното полукълбо е 22 декември, а отвъд Арктическия кръг през зимните месеци Слънцето не изобщо се издига над хоризонта. В средните географски ширини, например в Москва, продължителността на деня през годината варира от 7 до 17,5 часа.

2. Видове слънчева радиация.

Слънчевата радиация се състои от три компонента: пряка слънчева радиация, разсеяна и обща.

ПРЯКА СЛЪНЧЕВА РАДИАЦИЯС-радиация, идваща от слънцето в атмосферата и след това към земната повърхност под формата на сноп от успоредни лъчи. Интензивността му се измерва в калории на cm2 за минута. Зависи от височината на слънцето и състоянието на атмосферата (облачност, прах, водни пари). Годишното количество пряка слънчева радиация на хоризонталната повърхност на територията на Ставрополския край е 65-76 kcal/cm2/min. На морското равнище, при високо положение на Слънцето (лято, пладне) и добра прозрачност, пряката слънчева радиация е 1,5 kcal / cm2 / min. Това е частта от спектъра с къса дължина на вълната. Когато потокът от пряка слънчева радиация преминава през атмосферата, той отслабва поради абсорбция (около 15%) и разсейване (около 25%) на енергия от газове, аерозоли, облаци.

Потокът от пряка слънчева радиация, падаща върху хоризонтална повърхност, се нарича инсолация. С= С грях хое вертикалната компонента на пряката слънчева радиация.

С – количество топлина, получено от повърхност, перпендикулярна на лъча ,

хо – височината на Слънцето, т.е. ъгълът, образуван от слънчев лъч с хоризонтална повърхност .

На границата на атмосферата интензивността на слънчевата радиация еТака= 1,98 kcal/cm2/мин. - съгласно международното споразумение от 1958г. Нарича се слънчева константа. Това би било на повърхността, ако атмосферата беше абсолютно прозрачна.

Ориз. 2.1. Пътят на слънчевия лъч в атмосферата на различни височини на Слънцето

РАЗСЕЯНА РАДИАЦИЯд – част от слънчевата радиация в резултат на разсейване от атмосферата се връща обратно в космоса, но значителна част от нея навлиза в Земята под формата на разсеяна радиация. Максимална разсеяна радиация + 1 kcal/cm2/min. Отбелязва се при ясно небе, ако върху него има високи облаци. При облачно небе спектърът на разсеяната радиация е подобен на този на слънцето. Това е частта от спектъра с къса дължина на вълната. Дължина на вълната 0,17-4 микрона.

ОБЩА РАДИАЦИЯQ- се състои от дифузно и директно излъчване към хоризонтална повърхност. Q= С+ д.

Съотношението между пряката и дифузната радиация в състава на общата радиация зависи от височината на Слънцето, облачността и замърсеността на атмосферата и височината на повърхността над морското равнище. С увеличаване на височината на Слънцето фракцията на разсеяната радиация в безоблачно небе намалява. Колкото по-прозрачна е атмосферата и колкото по-високо е слънцето, толкова по-малък е делът на разсеяната радиация. При непрекъснати плътни облаци общата радиация се състои изцяло от разсеяна радиация. През зимата, поради отразяването на радиацията от снежната покривка и вторичното й разсейване в атмосферата, делът на разсеяната радиация в състава на общата се увеличава значително.

Светлината и топлината, получени от растенията от Слънцето, са резултат от действието на общата слънчева радиация. Ето защо голямо значениеза селското стопанство имат данни за количествата радиация, получена от повърхността за ден, месец, вегетационен период, година.

отразена слънчева радиация. Албедо. Общата радиация, достигнала до земната повърхност, частично отразена от нея, създава отразена слънчева радиация (РК), насочена от земната повърхност в атмосферата. Стойността на отразената радиация до голяма степен зависи от свойствата и състоянието на отразяващата повърхност: цвят, грапавост, влажност и т.н. Коефициентът на отражение на всяка повърхност може да се характеризира с нейното албедо (Ak), което се разбира като отношение на отразената слънчева радиация до общо. Албедото обикновено се изразява като процент:

Наблюденията показват, че албедото на различни повърхности варира в относително тесни граници (10...30%), с изключение на снега и водата.

Албедото зависи от влажността на почвата, с увеличаването на която намалява, което има важноств процеса на промяна на топлинния режим на напояваните полета. Поради намаляването на албедото, когато почвата се овлажнява, погълнатата радиация се увеличава. Албедото на различни повърхности има добре изразена дневна и годишна вариация, което се дължи на зависимостта на албедото от височината на Слънцето. Най-ниска стойносталбедо се наблюдава в околообедните часове, а през годината - през лятото.

Собственото лъчение на Земята и насрещното лъчение на атмосферата. Ефективно излъчване.Земната повърхност като физическо тяло с температура над абсолютната нула (-273°C) е източник на радиация, която се нарича собствена радиация на Земята (E3). Той се насочва в атмосферата и се абсорбира почти напълно от водните пари, водните капки и въглеродния диоксид, съдържащи се във въздуха. Излъчването на Земята зависи от температурата на нейната повърхност.

Атмосферата, абсорбирайки малко количество слънчева радиация и почти цялата енергия, излъчвана от земната повърхност, се нагрява и на свой ред също излъчва енергия. Около 30% от атмосферната радиация отива в открития космос, а около 70% идва на повърхността на Земята и се нарича противоатмосферна радиация (Ea).

Количеството енергия, излъчвана от атмосферата, е правопропорционално на нейната температура, съдържание въглероден двуокис, озон и облаци.

Повърхността на Земята поглъща това противоизлъчване почти изцяло (с 90...99%). По този начин той е важен източник на топлина за земната повърхност в допълнение към абсорбираната слънчева радиация. Това влияние на атмосферата върху топлинния режим на Земята се нарича парников или парников ефект поради външната аналогия с действието на стъклата в оранжерии и оранжерии. Стъклото пропуска добре слънчевите лъчи, които загряват почвата и растенията, но забавя топлинно излъчванетопла почва и растения.

Разликата между собственото лъчение на земната повърхност и насрещното лъчение на атмосферата се нарича ефективно лъчение: Eef.

Eef= E3-Ea

В ясни и слабо облачни нощи ефективната радиация е много по-голяма, отколкото в облачни нощи, следователно нощното охлаждане на земната повърхност също е по-голямо. През деня тя се блокира от погълната обща радиация, в резултат на което повърхностната температура се повишава. В същото време ефективното излъчване също се увеличава. Земната повърхност в средните географски ширини губи 70...140 W/m2 поради ефективна радиация, което е приблизително половината от количеството топлина, което получава от поглъщането на слънчевата радиация.

3. Спектрален състав на радиацията.

Слънцето, като източник на радиация, има различни излъчвани вълни. Потоците лъчиста енергия по дължината на вълната условно се разделят на къси вълни (х < 4 мкм) и длинноволновую (А. >4 µm) радиация.Спектърът на слънчевата радиация на границата на земната атмосфера е практически между дължините на вълните от 0,17 до 4 микрона, а на земната и атмосферната радиация - от 4 до 120 микрона. Следователно потоците на слънчевата радиация (S, D, RK) се отнасят към късовълнова радиация, а радиацията на Земята (£3) и атмосферата (Ea) - към дълговълнова радиация.

Спектърът на слънчевата радиация може да бъде разделен на три качествено различни части: ултравиолетова (Y< 0,40 мкм), видимую (0,40 мкм < Y < 0,75 µm) и инфрачервен (0,76 µm < Y < 4 µm). Преди ултравиолетовата част на спектъра на слънчевата радиация се намира рентгеновото лъчение, а отвъд инфрачервената - радиоизлъчването на Слънцето. На горната граница на атмосферата ултравиолетовата част на спектъра представлява около 7% от енергията на слънчевата радиация, 46% за видимата и 47% за инфрачервената.

Лъчението, излъчвано от земята и атмосферата, се нарича далечна инфрачервена радиация.

Биологичният ефект на различните видове радиация върху растенията е различен. ултравиолетова радиациязабавя процесите на растеж, но ускорява преминаването на етапите на формиране на репродуктивните органи в растенията.

Стойността на инфрачервеното лъчение, който се абсорбира активно от водата в листата и стъблата на растенията, е неговият топлинен ефект, който значително влияе върху растежа и развитието на растенията.

далечна инфрачервена радиацияпроизвежда само термичен ефект върху растенията. Влиянието му върху растежа и развитието на растенията е незначително.

Видима част от слънчевия спектър, първо, създава светлина. Второ, така нареченото физиологично лъчение (A, = 0,35 ... 0,75 μm), което се абсорбира от пигментите на листата, почти съвпада с областта на видимата радиация (частично улавяща областта на ултравиолетовото лъчение). Енергията му има важно регулаторно и енергийно значение в живота на растенията. В рамките на тази част от спектъра се разграничава област на фотосинтетично активно излъчване.

4. Поглъщане и разсейване на радиация в атмосферата.

Преминавайки през земната атмосфера, слънчевата радиация се отслабва поради поглъщане и разсейване от атмосферните газове и аерозоли. В същото време неговият спектрален състав също се променя. При различна височина на слънцето и различна височина на наблюдателната точка над земната повърхност дължината на пътя, изминат от слънчевия лъч в атмосферата, не е еднаква. С намаляване на надморската височина ултравиолетовата част на радиацията намалява особено силно, видимата част намалява малко по-малко и само леко инфрачервената част.

Разсейването на радиация в атмосферата възниква главно в резултат на непрекъснати колебания (флуктуации) в плътността на въздуха във всяка точка на атмосферата, причинени от образуването и разрушаването на някои "клъстери" (струпвания) от молекули на атмосферния газ. Аерозолните частици също разпръскват слънчевата радиация. Интензитетът на разсейване се характеризира с коефициента на разсейване.

K = добавяне на формула.

Интензитетът на разсейване зависи от броя на разсейващите частици в единица обем, от техния размер и характер, а също и от дължините на вълните на самото разсеяно лъчение.

Лъчите се разсейват толкова по-силно, колкото по-къса е дължината на вълната. Например виолетовите лъчи се разпръскват 14 пъти повече от червените, което обяснява синия цвят на небето. Както беше отбелязано по-горе (вижте раздел 2.2), пряката слънчева радиация, преминаваща през атмосферата, се разсейва частично. В чист и сух въздух интензитетът на молекулярния коефициент на разсейване се подчинява на закона на Rayleigh:

k= s/Y4 ,

където С е коефициент, зависещ от броя на газовите молекули на единица обем; X е дължината на разсеяната вълна.

Тъй като далечните дължини на вълните на червената светлина са почти два пъти по-големи от дължините на вълните на виолетовата светлина, първите се разсейват от въздушните молекули 14 пъти по-малко от вторите. Тъй като първоначалната енергия (преди разсейването) на виолетовите лъчи е по-малка от синьото и синьото, максималната енергия в разсеяната светлина (разсеяната слънчева радиация) се измества към синьо-сините лъчи, което определя синия цвят на небето. По този начин дифузната радиация е по-богата на фотосинтетично активни лъчи от директната радиация.

Във въздуха, съдържащ примеси (малки водни капчици, ледени кристали, прахови частици и др.), разсейването е еднакво за всички области на видимата радиация. Поради това небето придобива белезникав оттенък (появява се мъгла). Облачните елементи (големи капчици и кристали) изобщо не разпръскват слънчевите лъчи, а ги отразяват дифузно. В резултат на това облаците, осветени от Слънцето, са бели.

5. PAR (фотосинтетично активна радиация)

Фотосинтетично активна радиация. В процеса на фотосинтезата не се използва целият спектър на слънчевата радиация, а само нейният

част в диапазона на дължината на вълната от 0,38 ... 0,71 микрона, - фотосинтетично активна радиация (PAR).

Известно е, че видимото лъчение, възприемано от човешкото око като бяло, се състои от цветни лъчи: червено, оранжево, жълто, зелено, синьо, индиго и виолетово.

Усвояването на енергията на слънчевата радиация от листата на растенията е избирателно (избирателно). Най-интензивните листа абсорбират синьо-виолетови (X = 0,48 ... 0,40 микрона) и оранжево-червени (X = 0,68 микрона) лъчи, по-малко жълто-зелени (A. = 0,58 ... 0,50 микрона) и далечно червено (A .\u003e 0,69 микрона) лъчи.

На земната повърхност максималната енергия в спектъра на пряката слънчева радиация, когато Слънцето е високо, пада върху областта на жълто-зелените лъчи (дискът на Слънцето е жълт). Когато Слънцето е близо до хоризонта, далечните червени лъчи имат максимална енергия (слънчевият диск е червен). Следователно енергията на пряката слънчева светлина е малко включена в процеса на фотосинтеза.

Тъй като PAR е един от най-важните фактори за продуктивността на селскостопанските растения, информацията за количеството на постъпващия PAR, като се вземе предвид разпределението му по територия и във времето, е от голямо практическо значение.

Интензитетът на PAR може да бъде измерен, но това изисква специални светлинни филтри, които предават само вълни в диапазона от 0,38 ... 0,71 микрона. Има такива устройства, но те не се използват в мрежата от актинометрични станции, но измерват интензитета на интегралния спектър на слънчевата радиация. Стойността на PAR може да се изчисли от данни за пристигането на пряка, дифузна или обща радиация, като се използват коефициентите, предложени от H. G. Tooming и:

Qfar = 0,43 С"+0,57 D);

бяха съставени карти на разпространение на месечните и годишните количества Far на територията на Русия.

За да се характеризира степента на използване на PAR от култури, се използва ефективността на PAR:

KPIfar = (сумаQ/ фарове/сумQ/ фарове) 100%,

Където сумаQ/ фарове- количеството PAR, изразходвано за фотосинтеза по време на вегетационния период на растенията; сумаQ/ фарове- сумата на PAR, получена за култури през този период;

Културите според техните средни стойности на CPIF се разделят на групи (според): обикновено наблюдавани - 0,5 ... 1,5%; добър-1,5...3,0; запис - 3.5...5.0; теоретично възможно - 6,0 ... 8,0%.

6. РАДИАЦИОНЕН БАЛАНС НА ЗЕМНАТА ПОВЪРХНОСТ

Разликата между входящите и изходящите потоци лъчиста енергия се нарича радиационен баланс на земната повърхност (В).

Входящата част от радиационния баланс на земната повърхност през деня се състои от пряка слънчева и дифузна радиация, както и атмосферна радиация. Разходната част на баланса е радиацията на земната повърхност и отразената слънчева радиация:

б= С / + д+ Еа-E3-Rk

Уравнението може да бъде написано и в друга форма: б = Q- РК - Еф.

За нощно време уравнението на радиационния баланс има следния вид:

B \u003d Ea - E3, или B \u003d -Eef.

Ако входящото лъчение е по-голямо от изхода, тогава радиационният баланс е положителен и активната повърхност* се нагрява. При отрицателен баланс се охлажда. През лятото радиационният баланс е положителен през деня и отрицателен през нощта. Преминаването през нулата се случва сутрин приблизително 1 час след изгрев, а вечер 1-2 часа преди залез.

Годишният радиационен баланс в районите, където през студения сезон е установена стабилна снежна покривка, има отрицателни стойности, на топло - положително.

Радиационният баланс на земната повърхност значително влияе върху разпределението на температурата в почвата и повърхностния слой на атмосферата, както и върху процесите на изпарение и снеготопене, образуването на мъгла и слана, промените в свойствата на въздушните маси (техните трансформация).

Познаването на радиационния режим на земеделските земи позволява да се изчисли количеството радиация, погълната от културите и почвата в зависимост от височината на слънцето, структурата на културите и фазата на развитие на растенията. Данните за режима също са необходими за оценка на различни методи за регулиране на температурата и влагата на почвата, изпарението, от което зависи растежът и развитието на растенията, формирането на реколтата, нейното количество и качество.

Ефективни агротехнически методи за въздействие върху радиацията и съответно топлинния режим на активната повърхност са мулчиране (покриване на почвата с тънък слой торф, угнил тор, дървени стърготини и др.), покриване на почвата с полиетиленово фолио и напояване. . Всичко това променя отразяващата и абсорбционната способност на активната повърхност.

* Активна повърхност - повърхността на почвата, водата или растителността, която директно поглъща слънчевата и атмосферната радиация и излъчва радиация в атмосферата, като по този начин регулира топлинния режим на съседните слоеве въздух и подлежащите слоеве почва, вода, растителност.

1. На какви острови е живяла изчезналата птица додо?

Мавриций

Коморски острови

Сейшели

Малдивите

2. Близо до кой остров се наблюдава най-високата температура на повърхността на океаните?

Сокотра

Нов Британия

Канарски острови

3. Кой от тези 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 износ на стоки от Гана?

какаови зърна

дърво

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

Марсилия

7. Кога се разпада континенталната 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 следните 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

Кара

13. Каква е причината, поради която размерът на бившия Ренесансов остров почти се е удвоил от 1950 г. насам?

речен нанос

Увеличаване на площта на ледниците

Падащо ниво на водата

Изкуствени насипни работи

14. Какво е името на слабо населената, горещ, сух регион на Аржентина, предразположен към 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 наскоро беше преименувано летището на тях. Чан Кайши

Хонг Конг

17. В коя канадска провинция наскоро е започнал добивът 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, които са построили величествени градове и храмове в Мексико. що за хора е това

олмеки

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

Гуадалахара

Барселона

Билбао

21. В коя провинция на Китай живее най-голямото числоЧовек?

Шандонг

Съчуан

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

Черна гора

Черна гора и Източен Тимор

Черна гора, Източен Тимор и Еритрея

23. Коя част от Обединеното кралство е най-слабо населена?

Шотландия

Северна Ирландия

24. В кой град, разположен на брега на Висла, историческият център е включен в списъка на ЮНЕСКО за световно наследство?

Катовице

Познан

25. В коя област на географията се е доказал Абрахам Ортелий?

Океанология

Метеорология

Геология

Картография

26. Кое е основното постижение на Мартин Бехайм?

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. Дните са свързани с 1 година приблизително като 1 градус географска дължина към:

360 минути

60 минути

60 градуса

Дължина на екватора

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

На североизток

На югозапад

На северозапад

На югоизток

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

Източноафрикански рифт

Източнотихоокеанско издигане

Канадски щит

Басейн на Амазонка

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

Сблъсък на плочи

Разстилане на плочи

Повдигане и спускане на различни плочи

Хоризонтално преместване на плочи в различни посоки по една ос

32. В коя от посочените страни се наблюдава миграционен спад на населението?

Ирландия

33. Какъв процент от населението на света живее в градски райони?

34. Коя от следните страни е водеща 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 ЦАР

36. Коя от посочените скали е метаморфна?

Варовик

Базалт

37. Каква е географската ширина на Южния магнитен полюс?

38. Кой от посочените острови е с коралов произход?

Хокайдо

Киритимати

Сейшели

39. Кое от тези твърдения не е вярно за Коста Рика?

Отсъствие редовна армия

Високо нивограмотност

Висок дял на коренното население

Висок дял на бялото население

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

Областите на обектите на екватора са изкривени

Областите на обекти на големи географски ширини са изкривени

Ъглите са изкривени

Решетката е изкривена

41. Кои държави са въвлечени в териториален спор за границата, минаваща по 22° с.ш.?

Индия и Пакистан

САЩ и Канада

Египет и Судан

Намибия и Ангола

42. Кои страни наскоро прекратиха спора си за богатия на петрол регион на полуостров Бакаси?

Нигерия и Камерун

ДРК и Ангола

Габон и Камерун

Гвинея и Сиера Леоне

43. Кой от посочените мащаби на картата изобразява най-подробно местността?

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-гъсто населени страни в световното население?

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 се отърве от влиянието на тайфуните?

Местоположение на екватора

Местоположение 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 Рио Негро, приток 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

общество

Хавайски

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

Израел

Гватемала

Испания

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

Малайзия

Австралия

Украйна

Индонезия

Венецуела

Бразилия

Бангладеш

Коста Рика

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

На контурната 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-близо до вероятния отговор е „преди 250 милиона години“.

9 - Текстът на теста не може да бъде признат за правилен. Вариантът "В Дунавския басейн" е абсолютно правилен, но не е точен: подобно определение на ситуацията не се фокусира върху София. Опцията "В Стара планина" посочва местоположението по-точно, но самото понятие "Балкана планина" е неясно.

11 - Трансилвания

12 - Карское

13 - Падащо ниво 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 оценките за 2007 г. показват, че вече са над 50% от жителите на града).

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 - Области 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 бъдат повдигани.

45 - Около 43%

46 - 2-ри отговор

47 - На екватора

49 - Танини

Нигер, Египет, Йемен, Южна Африка, Лаос, Малайзия, Австралия, Швеция, Индонезия, Бразилия. Заданието обаче е неправилно. Дължината на бреговата линия по принцип не е измерима величина. См.: К.С. Лазаревич.Дължината на бреговата линия//География, бр./2004.

Формулировката на въпросите е по памет и може леко да се различава от оригинала: Национален географско обществоСъединените щати не поставят задачи нито на състезатели, нито на ръководители на отбори.

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

), нека се обърнем към Фигура 1 - която показва паралелното и последователно напредване на топлината на Слънцето към гореща саламураслънчево солено езерце. Както и непрекъснатите промени в стойностите на различните видове слънчева радиация и общата им стойност по пътя.

Земята и атмосферата получават от Слънцето 1,3∙10 24 кал топлина годишно. Измерва се чрез интензитет, т.е. количеството лъчиста енергия (в калории), което идва от Слънцето за единица време към повърхността, перпендикулярна на слънчевите лъчи.

Към късовълновата част на спектъра принадлежат пряката и разсеяната (сумарна), отразената и погълнатата радиация. Наред с късовълновата радиация, дълговълновата атмосферна радиация (насрещна), от своя страна, земната повърхност излъчва дълговълнова радиация (присъща).

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.

Директната 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:

Ултравиолетова радиация (λ< 0,4 мкм) - 9 % интенсивности.

Късовълнова ултравиолетова област (λ< 0,29 мкм) практически полностью отсутствует на уровне моря вследствие поглощения О 2 , О 3 , О, N 2 и их ионами.

Близък ултравиолетов диапазон (0,29 µm<λ < 0,4 мкм) достигает Земли малой долей излучения, но вполне достаточной для загара;

Видима радиация (0,4 µm< λ < 0,7 мкм) - 45 % интенсивности.

Чистата атмосфера пропуска видимата радиация почти изцяло и се превръща в „прозорец“, отворен за този вид слънчева енергия, за да премине към Земята. Наличието на аерозоли и атмосферното замърсяване могат да бъдат причина за значителното поглъщане на радиация в този спектър;

Инфрачервено лъчение (λ> 0.7 µm) - 46% интензитет. Близък инфрачервен (0,7 µm< < 2,5 мкм). На этот диапазон спектра приходится почти половина интенсивности солнечного излучения. Более 20 % солнечной энергии поглощается в атмосфере, в основном парами воды и СО 2 (диоксидом углерода). Концентрация СО 2 в атмосфере относительно постоянна и составляет 0,03 %, а концентрация паров воды меняется очень сильно - почти до 4 %.

При дължини на вълните, по-големи от 2,5 микрона, слабото извънземно лъчение се абсорбира интензивно от CO 2 и водата, така че само малка част от този диапазон на слънчева енергия достига повърхността на Земята.

Далечният инфрачервен диапазон (λ> 12 микрона) на слънчевата радиация практически не достига до Земята.

От гледна точка на използването 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 е в диапазона на дължината на вълната 0,2 - 4 микрона, а на земната повърхност - в диапазона на дължината на вълната 0,29 - 2,5 микрона.

Да видим как се преразпределят общо взето , потоци от енергия, които Слънцето дава на Земята. Нека вземем 100 произволни единици слънчева енергия (1,36 kW/m 2 ), падащи на Земята, и проследим техните пътища в атмосферата. Един процент (13,6 W/m2), късият ултравиолетов лъч на слънчевия спектър, се абсорбира от молекулите в екзосферата и термосферата, като ги нагрява. Други три процента (40,8 W / m 2) от близката ултравиолетова светлина се абсорбират от озона на стратосферата. Инфрачервената опашка на слънчевия спектър (4% или 54,4 W / m 2) остава в горните слоеве на тропосферата, съдържаща водна пара (отгоре практически няма водна пара).

Останалите 92 дяла слънчева енергия (1,25 kW / m 2) попадат върху "прозореца на прозрачност" на атмосферата от 0,29 микрона< < 2,5 мкм. Они проникают в плотные приземные слои воздуха. Значительная часть их (45 единиц или 612 Вт/м 2), преимущественно в синей видимой части спектра, рассеиваются воздухом, придавая голубой цвет небу. Прямые солнечные лучи - оставшиеся 47 процентов (639,2 Вт/м 2) начального светового потока - достигают поверхности. Она отражает примерно 7 процентов (95,2 Вт/м 2) из этих 47 % (639,2 Вт/м 2) и этот свет по пути в космос отдает ещё 3 единицы (40,8 Вт/м 2) диффузному рассеянному свету неба. Четиридесет дяла от енергията на слънчевите лъчи и други 8 от атмосферата (общо 48 или 652,8 W / m 2) се абсорбират от земната повърхност, нагрявайки земята и океана.

Светлинната мощност, разпръсната в атмосферата (само 48 дяла или 652,8 W / m 2), се абсорбира частично от нея (10 дяла или 136 W / m 2), а останалата част се разпределя между повърхността на Земята и космоса. Повече отива в открития космос, отколкото попада на повърхността, 30 дяла (408 W/m 2) нагоре, 8 дяла (108,8 W/m 2) надолу.

Описано е общо, осреднено, картина на преразпределението на слънчевата енергия в земната атмосфера. Това обаче не позволява решаването на конкретни проблеми с използването на слънчевата 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 часовата инсолация на екватора и на средните ширини е много по-голяма, отколкото на високите ширини.

Височините на Слънцето (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 / m 2 (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 директната компонента, но и стойността на разсеяната компонента на интензитета на радиацията върху хоризонталната повърхност, разпръсната при въздушни маси 1, 2, 3, и 5 при тези условия, съответно, е равно на 110, 90, 70 и 50 W / m 2 (с коефициент 0,3 - 0,7 за вертикалната равнина, тъй като се вижда само половината от небето). В допълнение, в областите на небето, близки до Слънцето, има "околослънчев ореол" в радиус от ≈ 5⁰.

Таблица 1 показва данни за слънчевата светлина за различни региони на Земята.

Таблица 1 - Инсолация на директния компонент по региони за чиста атмосфера

Таблица 1 показва, че дневното количество слънчева радиация е максимално не на екватора, а близо до 40 ⁰. Подобен факт е следствие и от наклона на земната ос към равнината на нейната орбита. По време на лятното слънцестоене Слънцето в тропиците е почти през целия ден над главата и светлата част на деня 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 интензивността на слънчевата радиация намалява, максималната стойност на дневната инсолация се появява на ширина от около 40 ⁰ и остава почти постоянна (за условия на безоблачно небе) до Арктическия кръг.

Трябва да се подчертае, че данните в таблица 1 са валидни само за чиста атмосфера. Като се има предвид облачността и замърсяването на атмосферата от промишлени отпадъци, характерни за много страни по света, стойностите, дадени в таблицата, трябва да бъдат поне наполовина. Например за Англия през 70-те години на ХХ век, преди началото на борбата за опазване на околната среда, годишното количество слънчева радиация е само 900 kWh/m 2 вместо 1700 kWh/m 2 .

Аерозолите значително намаляват потока на пряка слънчева радиация във водната площ на езерото и те абсорбират главно радиация от видимия спектър, с дължина на вълната, която свободно преминава през свежия слой на езерото, и това за акумулирането на слънчева енергия от езерото е от голямо значение.(Слой вода с дебелина 1 см е практически непрозрачен за инфрачервено лъчение с дължина на вълната над 1 микрон). Затова като топлозащитен филтър се използва вода с дебелина няколко сантиметра. За стъкло ограничението за предаване на инфрачервени лъчи с дължина на вълната е 2,7 µm.

Видима слънчева радиация (0,4 µm< λ < 0,7 мкм) имеет 45 % интенсивности потому, что температура поверхности Солнца 5780 ⁰К.

В своя голям напредък беше преходът от електрическа лампа с нажежаема жичка с въглеродна жичка към модерна лампа с волфрамова жичка. Работата е там, че въглеродната нишка може да бъде доведена до температура от 2100 ⁰K, а волфрамова нишка - до 2500 ⁰K. Защо тези 400 ⁰K са толкова важни? Работата е там, че целта на лампата с нажежаема жичка не е да загрява, а да дава светлина. Следователно е необходимо да се постигне такава ситуация, че максимумът на кривата да пада върху видимото изследване. Идеалното би било да има нишка, която може да издържи на температурата на слънчевата повърхност. Но дори преходът от 2100 до 2500 ⁰K увеличава частта от енергията, която се дължи на видимата радиация, от 0,5 на 1,6%.

Всеки може да усети инфрачервените лъчи, излъчвани от тяло, загрято само до 60 - 70 ⁰С, като поднесе дланта си отдолу (за да се премахне топлинната конвекция).

Пристигането на пряка слънчева радиация във водната площ на езерото съответства на пристигането й на хоризонталната повърхност на облъчване. В същото време горното показва несигурността на количествените характеристики на пристигането в определен момент от време, както сезонни, така и дневни. Само височината на Слънцето (оптичната маса на атмосферата) е постоянна характеристика.

Натрупването на слънчева радиация от земната повърхност и езерцето 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%. ( Албедо на повърхносттае съотношението на радиационния поток, отразен от тази повърхност в околното пространство, към потока, който е паднал върху него).

При спокойна водна повърхност албедото зависи само от височината на Слънцето (Фигура 2).

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

Ф0 - поток (мощност) на падащото лъчение,

Photr - потокът от радиация, отразен от водната повърхност,

Фabs е потокът от радиация, погълната от водната маса,

Фр - потокът от радиация, преминал през водната маса.

Отражение на тялото Fotr/Ф0

Коефициент на поглъщане Фabl/Ф0

Коефициент на пропускливост Фпр/Ф0.

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, а ъгълът на отражение е равен на ъгъла на падане. В случай на пречупване падащият лъч, перпендикулярът, възстановен в точката на падане на лъча към интерфейса между две среди, и пречупеният лъч лежат в една и съща равнина. Ъгълът на падане α и ъгълът на пречупване β (Фигура 4) са свързани sin α /sin β=n2|n1, където n2 е абсолютният индекс на пречупване на втората среда, n1 - на първата. Тъй като за въздух n1≈1, формулата ще приеме формата sin α /sin β=n2

Фигура 4 - Пречупване на лъчите по време на прехода от въздух към вода

Следователно лъчите, падащи върху водата под различни ъгли, се компресират под водата в доста стегнат конус с ъгъл на отваряне 48,5 ⁰ + 48,5 ⁰ = 97 ⁰ (фиг. 4c).

Освен това пречупването на водата зависи от нейната температура (Таблица 2), но тези промени не са толкова значителни, че да не представляват интерес за инженерната практика по разглежданата тема.

Таблица 2 - Индекс на пречупваневода при различна температура T

	н			н			н

Фигура 5 - Пречупване на лъчите по време на прехода от вода към въздух

Ако n2< n1(вторая среда оптически менее плотная), то α < β. Наибольшему значению β = 90 ⁰ соответствует угол падения α0 , определяемый равенством sinα0=n2/n1. При угле падения α >α0, съществува само отразеният лъч, няма пречупен лъч ( феномен на пълно вътрешно отражение).

Всеки подводен лъч, който среща повърхността на водата под ъгъл, по-голям от „ограничаващия“ (т.е. по-голям от 48,5 ⁰), не се пречупва, а се отразява: той претърпява " пълно вътрешно отражение". Отражението в този случай се нарича пълно, защото всички падащи лъчи се отразяват тук, докато дори най-добре полираното сребърно огледало отразява само част от падащите върху него лъчи, докато 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). Като следствие от това, граничният ъгъл, при който възниква пълно 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 влезе във водата: това е „ограничаващият“ ъгъл за водата (Фигура 4, b), след това водната маса, в целия диапазон от стойности от височината на Слънцето, не се променя толкова незначително от въздуха - винаги е по-малко .

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. Определени редове в него са силно отслабени, т.е. вълните със съответната дължина на вълната се абсорбират силно от разглежданата среда.Такива спектри се наричат абсорбционни спектри. Формата на абсорбционния спектър зависи от разглежданото вещество.

Тъй като солният разтвор слънчево солено езерцеможе да съдържа различни концентрации на натриев и магнезиев хлорид и техните съотношения, тогава няма смисъл да се говори недвусмислено за абсорбционни спектри. Въпреки че изследванията и данните по този въпрос са в изобилие.

Фигура 7 - Абсорбция на слънчевата радиация във водата

Фигура 6 - Зависимостта на пропускателната способност на разтвор на магнезиев хлорид от концентрацията

Библиография

1 Осадчий Г.Б. Слънчева енергия, нейните производни и технологии за тяхното използване (Въведение във ВЕИ енергията) / G.B. Осадчи. Омск: ИПК Макшеева Е.А., 2010. 572 с.

2 Туидъл Дж. 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, 318с.

5 Пикин С. А. Течни кристали / С. А. Пикин, Л. М. Блинов. М.: Наука, 1982. 208 с.

6 Китайгородски А. И. Физика за всеки: Фотони и ядра / А. И. Китайгородски. М.: Наука, 1984. 208 с.