Câteva baze fizice pentru stocarea eficientă a energiei solare într-un iaz de sare solară. Cât de mult din lumina soarelui este absorbită de suprafața pământului Cât de mult din energia soarelui ajunge pe pământ

Pentru a determina factorii principali și secundari care afectează eficiența stocării energiei solare de către un iaz de sare solară, modulul de bază al unui număr de sisteme și instalații de surse regenerabile de energie (SRE), să ne întoarcem la Figura 1 - care arată paralel și secvenţial avansarea căldurii Soarelui la saramura fierbinte a iazului de sare solară. Precum și schimbările continue ale valorilor diferitelor tipuri de radiații solare și valoarea lor totală pe parcurs.

Figura 1 - Histograma modificărilor intensității radiației solare (energiei) pe drumul spre saramura fierbinte a iazului de sare solară.

Pentru a evalua eficacitatea utilizării active a diferitelor tipuri de radiații solare, vom determina care dintre factorii naturali, tehnologici și operaționali au un efect pozitiv și care efect negativ asupra concentrației (creșterii debitului) radiației solare în iaz și acumularea acestuia cu saramură fierbinte.

Pământul și atmosfera primesc de la Soare 1,3∙1024 cal de căldură pe an. Se măsoară prin intensitate, adică cantitatea de energie radiantă (în calorii) care vine de la Soare pe unitatea de timp către suprafața perpendiculară pe razele soarelui.

Energia radiantă a Soarelui ajunge pe Pământ sub formă de radiație directă și împrăștiată, adică. total. Este absorbit de suprafața pământului și nu este complet transformat în căldură, o parte din ea se pierde sub formă de radiație reflectată.

Radiațiile directe și împrăștiate (totale), reflectate și absorbite aparțin părții de unde scurte a spectrului. Odată cu radiația cu undă scurtă, radiația cu undă lungă din atmosferă (radiația inversă) intră pe suprafața pământului, la rândul său, suprafața pământului emite radiații cu undă lungă (autoradiație).

Radiația solară directă se referă la principalul factor natural în furnizarea de energie la suprafața apei a unui iaz de sare solară. Radiația solară care ajunge la suprafața activă sub formă de fascicul raze paralele care vine direct de pe discul Soarelui se numește radiație solară directă. Radiația solară directă aparține părții cu unde scurte a spectrului (cu lungimi de undă de la 0,17 la 4 microni, de fapt, razele cu o lungime de undă de 0,29 microni ajung la suprafața pământului)

Spectrul solar poate fi împărțit în trei regiuni principale:

Radiația ultravioletă (- radiație vizibilă (0,4 µm) - radiație infraroșie (> 0,7 µm) - 46% intensitate. , astfel încât doar o mică parte din acest interval de energie solară ajunge la suprafața Pământului.

Infraroșul îndepărtat (>12 µm) al radiației solare abia ajunge pe Pământ.

Din punctul de vedere al utilizării energiei solare pe Pământ, doar radiația în intervalul de lungimi de undă de 0,29 - 2,5 μm / Majoritatea energia solară din afara atmosferei se încadrează în intervalul de lungimi de undă de 0,2 - 4 microni, iar pe suprafața Pământului - în intervalul de 0,29 - 2,5 microni.

Să vedem cum sunt redistribuite vedere generala, fluxuri de energie pe care Soarele le dă Pământului. Să luăm 100 de unități arbitrare de energie solară (1,36 kW/m2) care cad pe Pământ și să urmărim căile lor în atmosferă. Un procent (13,6 W/m2), ultravioletul scurt al spectrului solar, este absorbit de moleculele din exosferă și termosferă, încălzindu-le. Alte trei procente (40,8 W/m2) de aproape ultraviolete sunt absorbite de ozonul stratosferic. Coada infraroșu a spectrului solar (4% sau 54,4 W/m2) rămâne în straturile superioare ale troposferei conținând vapori de apă (practic nu există vapori de apă deasupra).

Restul de 92 de părți de energie solară (1,25 kW/m2) se încadrează în „fereastra de transparență” a atmosferei de 0,29 µm./m2), iar restul este distribuit între suprafața Pământului și spațiu. Mai mult merge în spațiu decât ajunge la suprafață, 30 de părți (408 W/m2) în sus, 8 părți (108,8 W/m2) în jos.

Aceasta a fost imaginea generală, mediată, a redistribuirii energiei solare în atmosfera Pământului. Cu toate acestea, nu permite rezolvarea unor probleme speciale de utilizare a energiei solare pentru a satisface nevoile unei persoane într-o anumită zonă a reședinței și a muncii sale și iată de ce.

Atmosfera Pământului reflectă mai bine razele oblice ale soarelui, astfel încât insolația orară la ecuator și la latitudini medii este mult mai mare decât la latitudini mari.

Înălțimile Soarelui (altitudini deasupra orizontului) de 90, 30, 20 și 12 ⁰ (masa aerului (optică) (m) a atmosferei corespunde cu 1, 2, 3 și 5) cu o atmosferă fără nori corespunde la o intensitate de aproximativ 900, 750, 600 și 400 W/m2 (la 42 ⁰ - m = 1,5, și la 15 ⁰ - m = 4). În realitate, energia totală a radiației incidente depășește valorile indicate, deoarece include nu numai componenta directă, ci și valoarea componentei împrăștiate a intensității radiației pe suprafața orizontală împrăștiată la masele de aer 1, 2, 3, și 5 în aceste condiții, respectiv, este egal cu 110, 90, 70 și 50 W/m2 (cu un factor de 0,3 - 0,7 pentru planul vertical, deoarece doar jumătate din cer este vizibilă). În plus, în zonele cerului apropiate de Soare, există un „halou circumsolar” pe o rază de ≈ 5⁰.

Cantitatea zilnică de radiație solară este maximă nu la ecuator, ci aproape de 40 ⁰. Acest fapt este și o consecință a pantei axa pământului la planul orbitei sale. În timpul solstițiului de vară, Soarele de la tropice este aproape toată ziua deasupra capului, iar orele de lumină sunt de 13,5 ore, mai mult decât la ecuator în ziua echinocțiului. Odată cu creșterea latitudinii, lungimea zilei crește și, deși intensitatea radiației solare scade, valoarea maximă a insolației diurne apare la o latitudine de aproximativ 40 ⁰ și rămâne aproape constantă (pentru condițiile de cer fără nori) până la Cercul Arctic.

Luând în considerare înnorabilitatea și poluarea atmosferică cu deșeurile industriale, tipice pentru multe țări ale lumii, valorile date în tabel ar trebui să fie cel puțin înjumătățite. De exemplu, pentru Anglia în anii 70 ai secolului XX, înainte de începerea luptei pentru protecție mediu inconjurator, cantitatea anuală de radiație solară a fost de numai 900 kWh/m2 în loc de 1700 kWh/m2.

Primele date despre transparența atmosferei de pe lacul Baikal au fost obținute de V.V. Bufalom în 1964 El a arătat că valorile radiației solare directe peste Baikal sunt în medie cu 13% mai mari decât în ​​Irkutsk. Coeficientul mediu de transparență spectrală al atmosferei în nordul Baikalului vara este de 0,949, 0,906, 0,883 pentru filtrele roșu, verde și, respectiv, albastru. Vara atmosfera este mai instabilă din punct de vedere optic decât iarna, iar această instabilitate variază considerabil de la orele preamiezi până la după-amiază. În funcție de cursul anual de atenuare prin vapori de apă și aerosoli, se modifică și contribuția acestora la atenuarea totală a radiației solare. Aerosolii joacă rolul principal în perioada rece a anului, iar vaporii de apă joacă rolul principal în perioada caldă a anului. Bazinul Baikal și Lacul Baikal se disting printr-o transparență integrală relativ ridicată a atmosferei. Cu o masă optică m = 2, valorile medii ale coeficientului de transparență variază de la 0,73 (vara) la 0,83 (iarna). Aerosolii reduc semnificativ fluxul de radiație solară directă în zona apei iazului și absorb în principal radiația din spectrul vizibil, cu lungimea de undă care trece liber prin stratul proaspăt al iazului, iar acest lucru este de mare importanță pentru acumularea de energie solară. energie de lângă iaz. (Un strat de apă de 1 cm grosime este practic opac la radiația infraroșie cu o lungime de undă mai mare de 1 micron). Prin urmare, apa cu grosimea de câțiva centimetri este folosită ca filtru de protecție termică. Pentru sticlă, limita de transmisie în infraroșu cu lungime de undă lungă este de 2,7 µm.

Un număr mare de particule de praf, transportate liber în stepă, reduce, de asemenea, transparența atmosferei.

Radiația electromagnetică este emisă de toate corpurile încălzite, iar cu cât corpul este mai rece, cu atât intensitatea radiației este mai mică și cu atât maximul spectrului său este deplasat către regiunea undelor lungi. Există o relație foarte simplă [ = 0,2898 cm∙deg. (Legea lui Wien)], cu ajutorul căreia este ușor de stabilit unde se află radiația maximă a unui corp cu temperatură (⁰K). De exemplu, un corp uman cu o temperatură de 37 + 273 = 310 ⁰K emite raze infraroșii cu un maxim aproape de valoarea = 9,3 µm. Iar pereții, de exemplu, ai unui uscător solar, cu o temperatură de 90 ⁰С, vor emite raze infraroșii cu un maxim aproape de valoarea = 8 microni. Radiația solară vizibilă (0,4 microni) La un moment dat, un mare progres a fost trecerea de la o lampă electrică incandescentă cu filament de carbon la o lampă modernă cu filament de wolfram.Chestia este că un filament de carbon poate fi adus la o temperatură de 2100 ⁰K, și un filament de wolfram - până la 2500 ⁰K "De ce sunt aceste 400 ⁰K atât de importante? Ideea este că scopul unei lămpi cu incandescență nu este de a încălzi, ci de a da lumină. Prin urmare, este necesar să se realizeze un astfel de poziție în care maximul curbei se încadrează la studiul vizibil Ideal ar fi să existe un fir care să reziste la temperatura suprafeței Soarelui, dar chiar și trecerea de la 2100 la 2500 ⁰K crește fracția de energie atribuită radiației vizibile, de la 0,5 la 1,6%.

Toată lumea poate simți razele infraroșii emanate de un corp încălzit la doar 60 - 70 ⁰С prin aducerea palmei de jos (pentru a elimina convecția termică). Sosirea radiației solare directe în zona de apă a iazului corespunde cu sosirea acesteia pe suprafața orizontală de iradiere. În același timp, cele de mai sus arată incertitudinea caracteristicilor cantitative ale sosirii la un anumit moment în timp, atât sezonier, cât și zilnic. Doar înălțimea Soarelui (masa optică a atmosferei) este o caracteristică constantă.

Acumularea radiației solare de către suprafața pământului și iaz diferă semnificativ.

Suprafețele naturale ale Pământului au abilități diferite de reflectare (absorbție). Astfel, suprafețele întunecate (cernoziom, turbării) au o valoare scăzută de albedo de aproximativ 10%. (Albedo-ul unei suprafețe este raportul dintre fluxul de radiație reflectat de această suprafață în spațiul înconjurător și fluxul care a căzut pe ea).

Suprafețele ușoare (nisip alb) au un albedo mare, 35 - 40%. Albedoul suprafețelor ierboase variază de la 15 la 25%. Albedo-ul coroanei unei păduri de foioase vara este de 14–17%, iar cel al unei păduri de conifere este de 12–15%. Albedo de suprafață scade odată cu creșterea altitudinii solare.

Albedo-ul suprafețelor apei este în intervalul 3 - 45%, în funcție de înălțimea Soarelui și de gradul de excitare.

Cu o suprafață de apă calmă, albedoul depinde doar de înălțimea Soarelui (Figura 2).


Figura 2 - Dependența coeficientului de reflexie a radiației solare pentru o suprafață de apă calmă de înălțimea Soarelui.

Intrarea radiației solare și trecerea acesteia printr-un strat de apă are propriile sale caracteristici.

În general, proprietățile optice ale apei (soluțiile sale) în regiunea vizibilă a radiației solare sunt prezentate în Figura 3.


Figura 3 - Proprietățile optice ale apei (soluțiile sale) în regiunea vizibilă a radiației solare

Pe limita plană a două medii, aer - apă, se observă fenomenele de reflexie și refracție a luminii.

Când lumina este reflectată, fasciculul incident, fasciculul reflectat și perpendiculara pe suprafața reflectantă, restaurate în punctul de incidență al fasciculului, se află în același plan, iar unghiul de reflexie este egal cu unghiul de incidență. În cazul refracției, fasciculul incident, perpendiculara restabilită în punctul de incidență a fasciculului la interfața dintre două medii și fasciculul refractat se află în același plan. Unghiul de incidență și unghiul de refracție (Figura 4) sunt legate /, unde este indicele de refracție absolut al celui de-al doilea mediu, - primul. Deoarece pentru aer, formula va lua forma


Figura 4 - Refracția razelor în timpul trecerii de la aer la apă

Când razele trec din aer în apă, ele se apropie de „perpendiculara de incidență”; de exemplu, un fascicul incident asupra apei la un unghi pe perpendiculara pe suprafața apei intră în ea deja sub un unghi care este mai mic decât (Fig. 4a). Dar când un fascicul incident, alunecând peste suprafața apei, cade pe suprafața apei aproape la un unghi drept față de perpendiculară, de exemplu, la un unghi de 89 ⁰ sau mai puțin, atunci intră în apă la un unghi mai mic decât o linie dreaptă și anume sub un unghi de numai 48,5 ⁰. La un unghi mai mare față de perpendiculară decât 48,5 ⁰, fasciculul nu poate intra în apă: acesta este unghiul „limitator” pentru apă (Figura 4, b).

În consecință, razele care cad pe apă în diferite unghiuri sunt comprimate sub apă într-un con destul de strâns, cu un unghi de deschidere de 48,5 ⁰ + 48,5 ⁰ = 97 ⁰ (Fig. 4c). În plus, refracția apei depinde de temperatura acesteia, dar aceste modificări nu sunt atât de semnificative încât să nu poată fi de interes pentru practica inginerească pe tema în discuție.

Să urmărim acum cursul razelor care se întorc (din punctul P) - de la apă la aer (Figura 5). Conform legilor opticii, traseele vor fi aceleași, iar toate razele conținute în conul de 97 de grade menționat vor merge în aer sub unghiuri diferite, răspândindu-se pe întreg spațiul de 180 de grade deasupra apei. Razele subacvatice care se află în afara unghiului menționat (97 de grade) nu vor ieși de sub apă, ci vor fi reflectate în întregime de la suprafața acesteia, ca dintr-o oglindă.


Figura 5 - Refracția razelor în timpul trecerii de la apă la aer

Dacă există doar fasciculul reflectat, nu există fascicul refractat (fenomenul de reflexie internă totală).

Orice rază subacvatică care întâlnește suprafața apei la un unghi mai mare decât cel „limitator” (adică mai mare de 48,5 ⁰) nu este refractată, ci reflectată: suferă „reflexie internă totală”. Reflecția este numită în acest caz totală deoarece toate razele incidente sunt reflectate aici, în timp ce chiar și cea mai bună oglindă argintie lustruită reflectă doar o parte din razele incidente pe ea, absorbind restul. Apa în aceste condiții este o oglindă ideală. În acest caz, vorbim despre lumina vizibilă. În general, indicele de refracție al apei, ca și alte substanțe, depinde de lungimea de undă (acest fenomen se numește dispersie). Ca o consecință a acestui fapt, unghiul limitator la care are loc reflexia internă totală nu este același pentru lungimi de undă diferite, dar pentru lumina vizibilă atunci când este reflectată la limita apă-aer, acest unghi se modifică cu mai puțin de 1⁰.

Datorită faptului că la un unghi mai mare față de perpendiculară decât 48,5⁰, raza de soare nu poate intra în apă: acesta este unghiul „limitator” pentru apă (Figura 4, b), apoi masa de apă, în întregul interval de valori ​​​​de înălțimea Soarelui, nu se schimbă atât de nesemnificativ decât aerul - este întotdeauna mai puțin.

Cu toate acestea, deoarece densitatea apei este de 800 de ori mai mare decât densitatea aerului, absorbția radiației solare de către apă se va modifica semnificativ. În plus, dacă radiația luminoasă trece printr-un mediu transparent, atunci spectrul unei astfel de lumini are unele caracteristici. Anumite linii din el sunt puternic slăbite, adică undele de lungimea corespunzătoare sunt puternic absorbite de mediul luat în considerare. Astfel de spectre sunt numite spectre de absorbție. Forma spectrului de absorbție depinde de substanța luată în considerare.

Deoarece soluția de sare a unui iaz de sare solară poate conține diferite concentrații de cloruri de sodiu și magneziu și raporturile acestora, nu are sens să vorbim fără ambiguitate despre spectrele de absorbție. Deși cercetările și datele pe această temă abundă.

Deci, de exemplu, studiile efectuate în URSS (Yu. Usmanov) pentru a identifica transmisia radiațiilor de diferite lungimi de undă pentru apă și o soluție de clorură de magneziu de diferite concentrații au obținut următoarele rezultate (Figura 6). Și B. J. Brinkworth arată o dependență grafică a absorbției radiației solare și a densității de flux monocromatic a radiației solare (radiația) în funcție de lungimea de undă (Figura 7).


In consecinta, alimentarea cantitativa cu radiatii solare directe catre saramura fierbinte a iazului, dupa intrarea in apa, va depinde de: densitatea monocromatica a fluxului de radiatii (radiatii) solare; de la înălțimea soarelui. Și, de asemenea, din albedoul suprafeței iazului, din puritatea stratului superior al iazului de sare solară, format din apă dulce, cu o grosime de obicei de 0,1 - 0,3 m, unde amestecul nu poate fi suprimat, compoziția, concentrația și grosimea a soluţiei în stratul de gradient (strat izolator cu concentraţia saramură crescând în jos), asupra purităţii apei şi a saramurii.

Figurile 6 și 7 arată că apa are cea mai mare capacitate de transmisie în regiunea vizibilă a spectrului solar. Acesta este un factor foarte favorabil pentru trecerea radiației solare prin stratul proaspăt superior al iazului de sare solară.

Bibliografie

1 Osadchiy G.B. Energia solară, derivatele sale și tehnologiile de utilizare a acestora (Introducere în energia SRE) / G.B. Osadchy. Omsk: IPK Maksheeva E.A., 2010. 572 p.
2 Twydell J. Surse de energie regenerabilă / J. Twydell, A. Ware. M.: Energoatomizdat, 1990. 392 p.
3 Duffy J. A. Procese termice folosind energia solară / J. A. Duffy, W. A. ​​​​Beckman. M.: Mir, 1977. 420 p.
4 Resursele climatice ale Baikalului și bazinului său /N. P. Ladeyshchikov, Novosibirsk, Nauka, 1976, 318p.
5 Pikin S. A. cristale lichide/ S. A. Pikin, L. M. Blinov. M.: Nauka, 1982. 208 p.
6 Kitaygorodsky A. I. Fizica pentru toți: Fotoni și nuclee / A. I. Kitaygorodsky. M.: Nauka, 1984. 208 p.
7 Kuhling H. Manual de fizică. / H. Kuhling. M.: Mir, 1982. 520 p.
8 Enokhovich A. S. Manual de fizică și tehnologie / A. S. Enokhovich. Moscova: Educaţie, 1989. 223 p.
9 Perelman Ya. I. Fizica distractivă. Cartea 2 / Ya. I. Perelman. M.: Nauka, 1986. 272 ​​​​p.

Energia solară egală cu 100% ajunge la limita superioară a atmosferei.

Radiația ultravioletă, care reprezintă 3% din 100% din lumina soarelui care intră, este în mare parte absorbită de stratul de ozon din atmosfera superioară.

Aproximativ 40% din restul de 97% interacționează cu norii - dintre care 24% este reflectat înapoi în spațiu, 2% este absorbit de nori și 14% este împrăștiat, ajungând la suprafața pământului sub formă de radiații împrăștiate.

32% din radiațiile primite interacționează cu vaporii de apă, praful și ceața din atmosferă - 13% din aceasta este absorbită, 7% este reflectată înapoi în spațiu și 12% ajunge la suprafața pământului sub formă de lumină solară împrăștiată (Fig. 6)

Orez. 6. Bilanțul de radiații al Pământului

Prin urmare, din 100% din radiația solară inițială de pe suprafața Pământului, ajung 2% din lumina directă a soarelui și 26% din lumina difuză.

Din acest total, 4% este reflectat de pe suprafața pământului înapoi în spațiu, iar reflexia totală în spațiu este de 35% din lumina solară incidentă.

Din 65% din lumina absorbită de Pământ, 3% provine din atmosfera superioară, 15% din atmosfera inferioară și 47% din suprafața Pământului - oceanul și pământul.

Pentru ca Pământul să mențină echilibrul termic, 47% din toată energia solară care trece prin atmosferă și este absorbită de uscat și de mare trebuie eliberată de uscat și de mare înapoi în atmosferă.

Partea vizibilă a spectrului de radiații care intră pe suprafața oceanului și creează iluminare este formată din razele solare care au trecut prin atmosferă (radiație directă) și unele dintre razele împrăștiate de atmosferă în toate direcțiile, inclusiv pe suprafața atmosferei. ocean (radiații împrăștiate).

Raportul dintre energia acestor două fluxuri de lumină care cad pe o aterizare orizontală depinde de înălțimea Soarelui - cu cât acesta este mai sus deasupra orizontului, cu atât este mai mare proporția de radiație directă.

Iluminarea suprafeței mării în condiții naturale depinde și de stratul de nori. Norii înalți și subțiri aruncă multă lumină împrăștiată, datorită căreia iluminarea suprafeței mării la înălțimi medii ale Soarelui poate fi chiar mai mare decât în ​​cazul unui cer fără nori. Norii densi, de ploaie reduc dramatic iluminarea.

Razele de lumină care creează iluminarea suprafeței mării suferă reflexie și refracție la limita apă-aer (Fig. 7) conform binecunoscutei legi fizice a lui Snell.

Orez. 7. Reflexia si refractia unui fascicul de lumina pe suprafata oceanului

Astfel, toate razele de lumină care cad pe suprafața mării sunt parțial reflectate, refractate și intră în mare.

Raportul dintre fluxurile de lumină refractată și reflectată depinde de înălțimea Soarelui. La o înălțime a Soarelui 0 0, întregul flux de lumină este reflectat de la suprafața mării. Odată cu creșterea înălțimii Soarelui, proporția fluxului luminos care pătrunde în apă crește, iar la o înălțime a Soarelui de 90 0, 98% din fluxul total incident la suprafață pătrunde în apă.

Raportul dintre fluxul de lumină reflectat de la suprafața mării și lumina incidentă se numește albedo de la suprafața mării . Atunci albedo-ul suprafeței mării la o înălțime a Soarelui de 90 0 va fi de 2%, iar pentru 0 0 - 100%. Albedo-ul suprafeței mării este diferit pentru fluxurile de lumină directe și difuze. Albedo-ul radiației directe depinde în esență de înălțimea Soarelui, albedo-ul radiației împrăștiate practic nu depinde de înălțimea Soarelui.

PRELEZA 2.

RADIATIE SOLARA.

Plan:

1. Valoarea radiației solare pentru viața de pe Pământ.

2. Tipuri de radiații solare.

3. Compoziția spectrală a radiației solare.

4. Absorbția și dispersia radiațiilor.

5.PAR (radiația activă fotosintetic).

6. Bilanțul radiațiilor.

1. Principala sursă de energie de pe Pământ pentru toate lucrurile vii (plante, animale și oameni) este energia soarelui.

Soarele este o minge de gaz cu o rază de 695300 km. Raza Soarelui este de 109 ori mai mare decât raza Pământului (ecuatorial 6378,2 km, polar 6356,8 km). Soarele este compus în principal din hidrogen (64%) și heliu (32%). Restul reprezintă doar 4% din masa sa.

Energia solară este condiția principală pentru existența biosferei și unul dintre principalii factori de formare a climei. Datorită energiei Soarelui, masele de aer din atmosferă sunt în continuă mișcare, ceea ce asigură constanța compoziției gazoase a atmosferei. Sub acțiunea radiației solare, o cantitate imensă de apă se evaporă de pe suprafața rezervoarelor, a solului, a plantelor. Vaporii de apă transportați de vânt dinspre oceane și mări către continente reprezintă principala sursă de precipitații pentru uscat.

Energia solară este o condiție indispensabilă pentru existența plantelor verzi, care transformă energia solară în substanțe organice de mare energie în timpul fotosintezei.

Creșterea și dezvoltarea plantelor este un proces de asimilare și prelucrare a energiei solare, prin urmare, producția agricolă este posibilă numai dacă energia solară ajunge la suprafața Pământului. Omul de știință rus a scris: „Dă-i celui mai bun bucătar cât de mult aer proaspăt, lumină solară, un râu întreg de apă curată, roagă-l să pregătească zahăr, amidon, grăsimi și cereale din toate acestea și va crede că râzi. la el. Dar ceea ce pare absolut fantastic unei persoane se realizează fără piedici în frunzele verzi ale plantelor sub influența energiei Soarelui. Se estimează că 1 mp. un metru de frunze pe oră produce un gram de zahăr. Datorită faptului că Pământul este înconjurat de o înveliș continuă a atmosferei, razele soarelui, înainte de a ajunge la suprafața pământului, trec prin întreaga grosime a atmosferei, care le reflectă parțial, parțial se împrăștie, adică modifică cantitatea și calitatea. de lumina solară care pătrunde pe suprafața pământului. Organismele vii sunt sensibile la modificările intensității luminii create de radiația solară. Datorită răspunsului diferit la intensitatea luminii, toate formele de vegetație sunt împărțite în iubitoare de lumină și tolerante la umbră. Iluminarea insuficientă a culturilor determină, de exemplu, o diferențiere slabă a țesuturilor de paie ale culturilor de cereale. Ca urmare, rezistența și elasticitatea țesuturilor scad, ceea ce duce adesea la depunerea culturilor. În culturile de porumb îngroșate, din cauza iluminării scăzute de către radiația solară, formarea de știuleți pe plante este slăbită.

Radiația solară afectează compoziție chimică produse agricole. De exemplu, conținutul de zahăr al sfeclei și fructelor, conținutul de proteine ​​din boabele de grâu depind direct de numărul de zile însorite. Cantitatea de ulei din semințele de floarea soarelui, de in crește, de asemenea, odată cu creșterea apariției radiației solare.

Iluminarea părților aeriene ale plantelor afectează în mod semnificativ absorbția de către rădăcini nutrienți. În condiții de iluminare scăzută, transferul asimilaților către rădăcini încetinește și, ca urmare, procesele de biosinteză care apar în celulele plantelor sunt inhibate.

Iluminarea afectează, de asemenea, apariția, răspândirea și dezvoltarea bolilor plantelor. Perioada de infectare constă din două faze, care diferă una de cealaltă ca răspuns la factorul de lumină. Prima dintre ele - germinarea efectivă a sporilor și pătrunderea principiului infecțios în țesuturile culturii afectate - în majoritatea cazurilor nu depinde de prezența și intensitatea luminii. Al doilea - după germinarea sporilor - este cel mai activ în condiții de lumină ridicată.

Efectul pozitiv al luminii afectează și rata de dezvoltare a agentului patogen în planta gazdă. Acest lucru este evident mai ales în ciupercile ruginii. Cu cât este mai lumină, cu atât perioada de incubație este mai scurtă pentru rugina liniei de grâu, rugina galbenă de orz, rugina inului și fasolei etc. Și acest lucru crește numărul de generații de ciupercă și crește intensitatea infecției. Fertilitatea crește în acest agent patogen în condiții de lumină intensă.

Unele boli se dezvoltă cel mai activ la lumină slabă, provocând slăbirea plantelor și scăderea rezistenței acestora la boli (agenți patogeni). alt fel putregaiul, în special culturile de legume).

Durata de iluminare și plante. Ritmul radiației solare (alternanța părților luminoase și întunecate ale zilei) este cel mai stabil și mai recurent factor de mediu de la an la an. Ca urmare a multor ani de cercetare, fiziologii au stabilit dependența tranziției plantelor la dezvoltarea generativă de un anumit raport dintre durata zilei și a nopții. În acest sens, culturile în funcție de reacția fotoperiodică pot fi clasificate în grupuri: zi scurta a cărui dezvoltare este întârziată la o durată a zilei mai mare de 10 ore. O zi scurtă încurajează formarea florilor, în timp ce o zi lungă o împiedică. Astfel de culturi includ soia, orezul, meiul, sorgul, porumbul etc.;

zi lungă pana la orele 12-13, necesitând iluminare pe termen lung pentru dezvoltarea lor. Dezvoltarea lor se accelerează când durata zilei este de aproximativ 20 de ore. Aceste culturi includ secară, ovăz, grâu, in, mazăre, spanac, trifoi etc.;

neutru în ceea ce privește durata zilei, a cărui dezvoltare nu depinde de durata zilei, de exemplu, roșii, hrișcă, leguminoase, rubarbă.

S-a stabilit că predominarea unei anumite compoziții spectrale în fluxul radiant este necesară pentru începutul înfloririi plantelor. Plantele de zi scurtă se dezvoltă mai repede atunci când radiația maximă cade pe razele albastre-violete, iar plantele de zi lungă - pe cele roșii. Durata părții luminoase a zilei (lungimea astronomică a zilei) depinde de perioada anului și de latitudinea geografică. La ecuator, durata zilei pe tot parcursul anului este de 12 ore ± 30 minute. La trecerea de la ecuator la poli după echinocțiul de primăvară (21.03), lungimea zilei crește spre nord și scade spre sud. După echinocțiul de toamnă (23.09) distribuția lungimii zilei este inversată. În emisfera nordică, 22 iunie este cea mai lungă zi, a cărei durată este la 24 de ore la nord de Cercul polar.Cea mai scurtă zi din emisfera nordică este 22 decembrie, iar dincolo de Cercul polar în lunile de iarnă, Soarele nu ridică deloc deasupra orizontului. La latitudini medii, de exemplu, la Moscova, lungimea zilei în timpul anului variază de la 7 la 17,5 ore.

2. Tipuri de radiații solare.

Radiația solară este formată din trei componente: radiația solară directă, împrăștiată și totală.

RADIAȚII SOLARE DIRECTES- radiatii venite de la soare in atmosfera si apoi la suprafata pamantului sub forma unui fascicul de raze paralele. Intensitatea sa se măsoară în calorii pe cm2 pe minut. Depinde de înălțimea soarelui și de starea atmosferei (înnorărire, praf, vapori de apă). Cantitatea anuală de radiație solară directă pe suprafața orizontală a teritoriului Teritoriului Stavropol este de 65-76 kcal/cm2/min. La nivelul mării, cu o poziție ridicată a Soarelui (vară, amiază) și o bună transparență, radiația solară directă este de 1,5 kcal/cm2/min. Aceasta este partea cu lungime de undă scurtă a spectrului. Când fluxul de radiație solară directă trece prin atmosferă, acesta slăbește datorită absorbției (aproximativ 15%) și împrăștierii (aproximativ 25%) a energiei de către gaze, aerosoli, nori.

Fluxul de radiație solară directă care cade pe o suprafață orizontală se numește insolație. S= S păcat hoeste componenta verticală a radiației solare directe.

S cantitatea de căldură primită de o suprafață perpendiculară pe fascicul ,

hoînălțimea Soarelui, adică unghiul format de o rază de soare cu o suprafață orizontală .

La limita atmosferei, intensitatea radiației solare esteAsa de= 1,98 kcal/cm2/min. - conform acordului international din 1958. Se numește constantă solară. Acest lucru ar fi la suprafață dacă atmosfera ar fi absolut transparentă.

Orez. 2.1. Calea razei solare în atmosferă la diferite înălțimi ale soarelui

RADIAȚII împrăștiateD o parte din radiația solară, ca urmare a împrăștierii de către atmosferă, se întoarce în spațiu, dar o parte semnificativă a acesteia intră pe Pământ sub formă de radiație împrăștiată. Radiație maximă împrăștiată + 1 kcal/cm2/min. Se notează pe un cer senin, dacă sunt nori înalți pe el. Sub un cer înnorat, spectrul radiațiilor împrăștiate este similar cu cel al soarelui. Aceasta este partea cu lungime de undă scurtă a spectrului. Lungime de unda 0,17-4 microni.

RADIAȚII TOTALEQ- constă în radiații difuze și directe către o suprafață orizontală. Q= S+ D.

Raportul dintre radiația directă și cea difuză în compoziția radiației totale depinde de înălțimea Soarelui, de înnorirea și poluarea atmosferei și de înălțimea suprafeței deasupra nivelului mării. Odată cu creșterea înălțimii Soarelui, fracția de radiație împrăștiată pe un cer fără nori scade. Cu cât atmosfera este mai transparentă și cu cât Soarele este mai sus, cu atât proporția radiațiilor împrăștiate este mai mică. Cu nori densi continui, radiatia totala consta in totalitate din radiatii imprastiate. În timpul iernii, datorită reflectării radiațiilor din stratul de zăpadă și împrăștierii sale secundare în atmosferă, proporția radiațiilor împrăștiate în compoziția totalului crește considerabil.

Lumina și căldura primite de plante de la Soare sunt rezultatul acțiunii radiației solare totale. De aceea mare importanță pentru agricultură, au date despre cantitățile de radiații primite de suprafață pe zi, lună, sezon de vegetație, an.

radiatia solara reflectata. Albedo. Radiația totală care a ajuns la suprafața pământului, parțial reflectată de acesta, creează radiația solară reflectată (RK), direcționată de la suprafața pământului în atmosferă. Valoarea radiației reflectate depinde în mare măsură de proprietățile și starea suprafeței reflectorizante: culoare, rugozitate, umiditate etc. Reflexivitatea oricărei suprafețe poate fi caracterizată prin albedo (Ak), care este înțeles ca raportul radiației solare reflectate. la total. Albedo este de obicei exprimat ca procent:

Observațiile arată că albedo-ul diferitelor suprafețe variază în limite relativ înguste (10...30%), cu excepția zăpezii și a apei.

Albedo depinde de umiditatea solului, cu creșterea căreia scade, ceea ce are importanţăîn procesul de schimbare a regimului termic al câmpurilor irigate. Datorită scăderii albedo-ului, atunci când solul este umezit, radiația absorbită crește. Albedo-ul diferitelor suprafețe are o variație zilnică și anuală bine pronunțată, datorită dependenței albedo-ului de înălțimea Soarelui. Cea mai mică valoare albedo este observat în apropierea orelor de prânz, iar în timpul anului - vara.

Radiația proprie a Pământului și contraradiația atmosferei. Radiație eficientă. Suprafața pământului ca corp fizic cu o temperatură peste zero absolut (-273 ° C) este o sursă de radiație, care se numește radiația proprie a Pământului (E3). Este direcționat în atmosferă și este aproape complet absorbit de vaporii de apă, picăturile de apă și dioxidul de carbon conținut în aer. Radiația Pământului depinde de temperatura suprafeței sale.

Atmosfera, absorbind o cantitate mică de radiație solară și aproape toată energia emisă de suprafața pământului, se încălzește și, la rândul său, radiază și energie. Aproximativ 30% din radiația atmosferică intră în spațiul cosmic, iar aproximativ 70% ajunge la suprafața Pământului și se numește contraradiația atmosferică (Ea).

Cantitatea de energie emisă de atmosferă este direct proporțională cu temperatura, conținutul acesteia dioxid de carbon, ozon și nori.

Suprafața Pământului absoarbe această contra radiație aproape în întregime (cu 90...99%). Astfel, este o sursă importantă de căldură pentru suprafața pământului pe lângă radiația solară absorbită. Aceasta influenta a atmosferei asupra regimului termic al Pamantului se numeste efect de sera sau efect de sera datorita analogiei externe cu actiunea sticlelor din sere si sere. Sticla trece bine razele soarelui, care încălzesc solul și plantele, dar întârzie Radiație termala sol cald și plante.

Diferența dintre radiația proprie a suprafeței Pământului și contraradiația atmosferei se numește radiație efectivă: Eef.

Eef= E3-Ea

În nopțile senine și ușor înnorate, radiația efectivă este mult mai mare decât în ​​nopțile înnorate; prin urmare, răcirea nocturnă a suprafeței pământului este de asemenea mai mare. În timpul zilei, este blocat de radiația totală absorbită, în urma căreia temperatura suprafeței crește. În același timp, crește și radiația efectivă. Suprafața pământului la latitudini medii pierde 70...140 W/m2 din cauza radiației efective, care reprezintă aproximativ jumătate din cantitatea de căldură pe care o primește din absorbția radiației solare.

3. Compoziția spectrală a radiațiilor.

Soarele, ca sursă de radiație, are o varietate de unde emise. Fluxurile de energie radiantă de-a lungul lungimii de undă sunt împărțite condiționat în unde scurte (X < 4 мкм) и длинноволновую (А. >4 µm) radiații. Spectrul radiației solare la limita atmosferei terestre este practic între lungimile de undă de 0,17 și 4 microni, iar radiația terestră și atmosferică - de la 4 la 120 microni. În consecință, fluxurile de radiație solară (S, D, RK) se referă la radiația cu unde scurte, iar radiația Pământului (£3) și a atmosferei (Ea) - la radiația cu undă lungă.

Spectrul radiației solare poate fi împărțit în trei părți calitativ diferite: ultraviolete (Y< 0,40 мкм), ви­димую (0,40 мкм < Y < 0,75 µm) și infraroșu (0,76 µm < Y < 4 µm). Înaintea părții ultraviolete a spectrului radiației solare se află radiația de raze X, iar dincolo de infraroșu - emisia radio a Soarelui. La limita superioară a atmosferei, partea ultravioletă a spectrului reprezintă aproximativ 7% din energia radiației solare, 46% pentru vizibil și 47% pentru infraroșu.

Radiația emisă de pământ și atmosferă se numește radiații infraroșii îndepărtate.

Efectul biologic al diferitelor tipuri de radiații asupra plantelor este diferit. radiații ultravioleteîncetinește procesele de creștere, dar accelerează trecerea etapelor de formare a organelor de reproducere la plante.

Valoarea radiației infraroșii, care este absorbit activ de apă în frunzele și tulpinile plantelor, este efectul său termic, care afectează semnificativ creșterea și dezvoltarea plantelor.

radiații infraroșii îndepărtate produce doar un efect termic asupra plantelor. Influența sa asupra creșterii și dezvoltării plantelor este nesemnificativă.

Parte vizibilă a spectrului solar, în primul rând, creează iluminare. În al doilea rând, așa-numita radiație fiziologică (A, = 0,35 ... 0,75 μm), care este absorbită de pigmenții frunzelor, aproape coincide cu regiunea radiației vizibile (captând parțial regiunea radiației ultraviolete). Energia sa are o importantă semnificație regulatoare și energetică în viața plantelor. În această regiune a spectrului se distinge o regiune de radiație activă fotosintetic.

4. Absorbția și împrăștierea radiațiilor în atmosferă.

Trecând prin atmosfera terestră, radiația solară este atenuată datorită absorbției și împrăștierii de către gazele și aerosolii atmosferici. În același timp, se modifică și compoziția sa spectrală. La diferite înălțimi ale soarelui și diferite înălțimi ale punctului de observare deasupra suprafeței pământului, lungimea drumului parcurs de razele solare în atmosferă nu este aceeași. Odată cu scăderea altitudinii, partea ultravioletă a radiației scade deosebit de puternic, partea vizibilă scade oarecum mai puțin și doar puțin partea infraroșie.

Răspândirea radiațiilor în atmosferă are loc în principal ca urmare a fluctuațiilor (fluctuațiilor) continue ale densității aerului în fiecare punct al atmosferei, cauzate de formarea și distrugerea anumitor „clusters” (aglomerări) de molecule de gaz atmosferic. Particulele de aerosoli împrăștie, de asemenea, radiația solară. Intensitatea împrăștierii este caracterizată de coeficientul de împrăștiere.

K = formula de adunare.

Intensitatea împrăștierii depinde de numărul de particule de împrăștiere pe unitatea de volum, de dimensiunea și natura lor, precum și de lungimile de undă ale radiației împrăștiate în sine.

Razele împrăștie cu cât este mai puternică, cu atât lungimea de undă este mai scurtă. De exemplu, razele violete se împrăștie de 14 ori mai mult decât cele roșii, ceea ce explică culoarea albastră a cerului. După cum sa menționat mai sus (a se vedea secțiunea 2.2), radiația solară directă care trece prin atmosferă este parțial disipată. În aer curat și uscat, intensitatea coeficientului de împrăștiere moleculară respectă legea Rayleigh:

k= s/Y4 ,

unde C este un coeficient care depinde de numărul de molecule de gaz per unitate de volum; X este lungimea undei împrăștiate.

Deoarece lungimile de undă îndepărtate ale luminii roșii sunt aproape de două ori mai mari decât lungimile de undă ale luminii violete, primele sunt împrăștiate de moleculele de aer de 14 ori mai puțin decât cele din urmă. Deoarece energia inițială (înainte de împrăștiere) a razelor violete este mai mică decât albastru și albastru, energia maximă în lumina împrăștiată (radiația solară împrăștiată) este mutată în razele albastru-albastru, ceea ce determină culoarea albastră a cerului. Astfel, radiația difuză este mai bogată în raze active fotosintetic decât radiația directă.

În aerul care conține impurități (picături mici de apă, cristale de gheață, particule de praf etc.), împrăștierea este aceeași pentru toate zonele de radiație vizibilă. Prin urmare, cerul capătă o nuanță albicioasă (apare ceață). Elementele de nor (picături mari și cristale) nu împrăștie deloc razele soarelui, ci le reflectă difuz. Ca urmare, norii iluminați de Soare sunt albi.

5. PAR (radiație activă fotosintetic)

Radiație fotosintetică activă. În procesul de fotosinteză, nu se folosește întregul spectru al radiației solare, ci numai a acestuia

parte în intervalul de lungimi de undă de 0,38 ... 0,71 microni, - radiații fotosintetic active (PAR).

Se știe că radiațiile vizibile, percepute de ochiul uman ca fiind albe, sunt formate din raze colorate: roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, indigo și violet.

Asimilarea energiei radiațiilor solare de către frunzele plantelor este selectivă (selectivă). Cele mai intense frunze absorb razele albastru-violet (X = 0,48 ... 0,40 microni) și portocaliu-roșu (X = 0,68 microni), mai puțin galben-verde (A. = 0,58 ... 0,50 microni) și roșu îndepărtat (A). .\u003e 0,69 microni) raze.

La suprafața pământului, energia maximă din spectrul radiației solare directe, când Soarele este înalt, cade pe regiunea razelor galben-verzui (discul Soarelui este galben). Când Soarele este aproape de orizont, razele roșii îndepărtate au energia maximă (discul solar este roșu). Prin urmare, energia luminii directe a soarelui este puțin implicată în procesul de fotosinteză.

Întrucât PAR este unul dintre cei mai importanți factori ai productivității plantelor agricole, informațiile privind cantitatea de PAR primită, ținând cont de distribuția acestuia pe teritoriu și în timp, au o importanță practică deosebită.

Intensitatea PAR poate fi măsurată, dar aceasta necesită filtre speciale de lumină care transmit doar unde în intervalul 0,38 ... 0,71 microni. Există astfel de dispozitive, dar nu sunt folosite în rețeaua de stații actinometrice, ci măsoară intensitatea spectrului integral al radiației solare. Valoarea PAR poate fi calculată din datele privind sosirea radiațiilor directe, difuze sau totale folosind coeficienții propuși de H. G. Tooming și:

Qfar = 0,43 S„+0,57 D);

Au fost întocmite hărți de distribuție a cantităților lunare și anuale de Far pe teritoriul Rusiei.

Pentru a caracteriza gradul de utilizare a PAR de către culturi, se utilizează eficiența PAR:

KPIfar = (sumaQ/ faruri/sumaQ/ faruri) 100%,

Unde sumăQ/ faruri- cantitatea de PAR cheltuită pentru fotosinteză în perioada de vegetație a plantelor; sumăQ/ faruri- cantitatea de PAR primită pentru culturi în această perioadă;

Culturile în funcție de valorile lor medii ale CPIF sunt împărțite în grupuri (în funcție de): observate de obicei - 0,5 ... 1,5%; bun-1,5...3,0; record - 3,5...5,0; teoretic posibil - 6,0 ... 8,0%.

6. ECHILIBRUL DE RADIAȚII AL SUPRAFEȚEI PĂMÂNTULUI

Diferența dintre fluxurile de energie radiantă de intrare și de ieșire se numește bilanțul de radiații al suprafeței pământului (B).

Partea de intrare a balanței de radiații a suprafeței pământului în timpul zilei constă din radiații solare directe și difuze, precum și radiații atmosferice. Partea de cheltuieli a bilanţului este radiaţia de pe suprafaţa pământului şi radiaţia solară reflectată:

B= S / + D+ Ea-E3-Rk

Ecuația poate fi scrisă și sub altă formă: B = Q- RK - Eef.

Pentru timpul nopții, ecuația balanței radiațiilor are următoarea formă:

B \u003d Ea - E3 sau B \u003d -Eef.

Dacă intrarea de radiație este mai mare decât ieșirea, atunci balanța radiațiilor este pozitivă și suprafața activă* se încălzește. Cu un sold negativ, se răcește. Vara, bilanţul radiaţiilor este pozitiv ziua şi negativ noaptea. Trecerea cu zero are loc dimineața la aproximativ 1 oră după răsărit, iar seara cu 1-2 ore înainte de apus.

Bilanțul anual de radiații în zonele în care se stabilește un strat de zăpadă stabil în sezonul rece are valori negative, în cald - pozitiv.

Bilanțul de radiații al suprafeței pământului afectează în mod semnificativ distribuția temperaturii în sol și stratul de suprafață al atmosferei, precum și procesele de evaporare și topire a zăpezii, formarea de ceață și îngheț, modificări ale proprietăților maselor de aer (lor transformare).

Cunoașterea regimului de radiații al terenurilor agricole face posibilă calcularea cantității de radiații absorbite de culturi și sol în funcție de înălțimea Soarelui, structura culturilor și faza de dezvoltare a plantelor. Datele privind regimul sunt, de asemenea, necesare pentru evaluarea diferitelor metode de reglare a temperaturii și umidității solului, evaporării, de care depind creșterea și dezvoltarea plantelor, formarea culturilor, cantitatea și calitatea acesteia.

Metodele agronomice eficiente de influențare a radiațiilor și, în consecință, a regimului termic al suprafeței active sunt mulcirea (acoperirea solului cu un strat subțire de așchii de turbă, gunoi de grajd putrezit, rumeguș etc.), acoperirea solului cu folie de plastic și irigarea. . Toate acestea modifică capacitatea de reflexie și de absorbție a suprafeței active.

* Suprafața activă - suprafața solului, apei sau vegetației, care absoarbe direct radiația solară și atmosferică și emite radiații în atmosferă, reglând astfel regimul termic al straturilor adiacente de aer și al straturilor subiacente de sol, apă, vegetație.

1. Pe ce insule a trăit pasărea dodo dispărută?

Mauritius

Comore

Seychelles

Maldive

2. În apropiere de care insulă se observă cea mai mare temperatură de suprafață a oceanelor?

Socotra

Nou Britannia

Insulele Canare

3. Care dintre aceste limbi nu are legătură cu celelalte trei?

danez

norvegian

finlandeză

suedez

4. Ce proporție de lumină solară este absorbită de suprafața Pământului?

5. Care dintre următoarele produse nu este un export de mărfuri din Ghana?

boabe de cacao

Lemn

6. Care dintre următoarele orașe franceze are cele mai puține precipitații în iulie - august?

Marsilia

7. Când s-a destrămat Pangea continentală?

acum 10 milioane de ani

acum 50 de milioane de ani

acum 250 de milioane de ani

acum 500 de milioane de ani

8. Pe ce insulă se află vulcanul Mayon?

Mindanao

kalimantan

9. Care dintre următoarele afirmații descrie cel mai bine locația Sofia?

În bazinul Dunării

În munții Balcani

În Rodopi

Pe coasta Mării Negre

10. În ce oraș se află sediul OPEC?

Bruxelles

Strasbourg

11. În ce regiune istorică a României este majoritatea populației maghiari?

Țara Românească

Moldova

Dobrogea

Transilvania

12. Cărui bazin marin îi aparține debitul lacului Baikal?

Laptev

Siberia de Est

Beringovo

Kara

13. Care este motivul pentru care dimensiunea fostei Insule Renașterii aproape sa dublat din 1950?

sediment de râu

Creșterea zonei ghețarilor

Scaderea nivelului apei

Lucrări artificiale în vrac

14. Cum se numește regiunea puțin populată, fierbinte și aridă din Argentina, predispusă la inundații severe vara?

Gran Chaco

Entre Rios

Patagonia

15. În ce parte a Indiei locuiesc popoarele care vorbesc limbi dravidiene?

Nord Vest

nord-est

16. În ce oraș a fost recent redenumit aeroportul. Ciang Kai-shek

Hong Kong

17. În ce provincie canadiană a început recent exploatarea nisipurilor petroliere?

Ontario

Alberta

British Columbia

18. Care dintre următoarele canale nu are gateway-uri?

Kiel

panameză

Râul Sf. Lawrence

Suez

19. Limba nahuatl este vorbită de descendenții oamenilor care au construit orașe și temple maiestuoase în Mexic. Ce fel de oameni este acesta?

Olmecii

20. Care dintre următoarele orașe se află în Țara Bascilor?

Guadalajara

Barcelona

Bilbao

21. În ce provincie din China locuiește cel mai mare număr Uman?

Shandong

Sichuan

22. Ce țări au aderat la ONU după 2005?

Muntenegru

Muntenegru și Timorul de Est

Muntenegru, Timorul de Est și Eritreea

23. Care parte a Regatului Unit este cea mai puțin dens populată?

Scoţia

Irlanda de Nord

24. În ce oraș, aflat pe malul Vistulei, centrul istoric este inclus în Lista Patrimoniului Mondial UNESCO?

Katowice

Poznan

25. În ce domeniu a geografiei s-a dovedit Abraham Ortelius?

Oceanologie

Meteorologie

Geologie

Cartografie

26. Care este principala realizare a lui Martin Beheim?

Prima hartă tipărită din lume

Primul glob din lume

Proiecție conformă

Compilarea unei enciclopedii a cunoștințelor antice

27. Care țară are cel mai mare număr de refugiați interni?

Croaţia

Bosnia si Hertegovina

Azerbaidjan

28. Zilele sunt legate de 1 an aproximativ ca 1 grad de longitudine la:

360 de minute

60 de minute

60 de grade

Lungimea ecuatorului

29. În ce direcție trebuie să vă deplasați pentru a ajunge dintr-un punct cu coordonatele 12° N. latitudine. 176°V până la un punct cu coordonatele 30°N. 174° E?

Spre nord-est

Spre sud-vest

Spre nord-vest

Spre sud-est

30. Care dintre următoarele este caracterizată de cel mai tânăr scoarta terestra?

Rift din Africa de Est

Ascensiunea Pacificului de Est

scut canadian

Bazinul Amazonului

31. Ce mișcări ale plăcilor tectonice se observă în zona faliei San Andreas?

Ciocnirea plăcilor

Răspândirea farfurii

Ridicarea și coborârea diferitelor plăci

Deplasarea orizontală a plăcilor în direcții diferite de-a lungul unei axe

32. În care dintre țările indicate există o scădere a migrației a populației?

Irlanda

33. Ce procent din populația lumii trăiește în zone urbane?

34. Care dintre următoarele țări conduce în ceea ce privește numărul de sosiri de turiști?

Franţa

Vietnam

35. Ce țări nu au acces la Oceanul Mondial și se învecinează doar cu state care nici nu au acces la Oceanul Mondial?

Uzbekistan

Uzbekistan și Liechtenstein

Uzbekistan, Liechtenstein și Ungaria

Uzbekistan, Liechtenstein, Ungaria și CAR

36. Care dintre rocile indicate este metamorfică?

Calcar

Bazalt

37. Care este latitudinea Polului Sud Magnetic?

38. Care dintre insulele indicate este de origine corală?

Hokkaido

Kiritimati

Seychelles

39. Care dintre aceste afirmații nu este adevărată despre Costa Rica?

Absența armata regulata

Nivel inalt alfabetizare

Proporție mare de indigeni

Proporție mare de populație albă

40. De ce nu poate fi folosită proiecția cilindrică a lui Gerard Mercator pentru calcule topografice?

Zonele obiectelor de la ecuator sunt distorsionate

Zonele obiectelor la latitudini mari sunt distorsionate

Colțurile sunt distorsionate

Reticulul este distorsionat

41. Ce state sunt angajate într-o dispută teritorială asupra graniței, trecând de-a lungul 22° latitudine N?

India și Pakistan

SUA și Canada

Egipt și Sudan

Namibia și Angola

42. Care țări și-au încheiat recent disputa cu privire la regiunea bogată în petrol din Peninsula Bakassi?

Nigeria și Camerun

RDC și Angola

Gabon și Camerun

Guineea și Sierra Leone

43. Care dintre scările indicate ale hărții afișează zona cel mai detaliat?

44. Care este densitatea populației din Singapore?

3543 persoane/km2

6573 persoane/km2

7350 persoane/km2

9433 persoane/km2

45. Care este ponderea celor mai populate patru țări în populația lumii?

46. ​​​​Ce zone climatice veți traversa când călătoriți de la Darwin la Alice Springs?

Marina temperată, umedă subecuatorială, uscată subecuatorială, uscată tropicală

Subecuatoriu uscat, tropical uscat, desert tropical

Subecuatoriu umed, subecuatorial uscat, tropical uscat

Subecuatoriu umed, subecuatorial uscat, tropical uscat, desert tropical

47. Ce condiție poate scăpa de influența taifunurilor?

Locație la ecuator

Locație la latitudine nordică 15°

Fiind deasupra mării

Fiind la tropice

48. Când este cel mai înalt nivel al apei din râul Zambezi?

49. Care este motivul culorii negru-roșie a apei din Rio Negro, un afluent al Amazonului?

Poluarea apei industriale în râu

Taninuri conținute în așternutul vegetal

Stânci din Anzi

Eroziunea prin apă a solurilor ecuatoriale

50. Punct cu coordonatele 18° S 176°V situat pe insule:

caroline

Societate

Hawaiian

Din lista de țări de mai jos, selectați cele 5 țări cu cea mai mare rată de fertilitate și aranjați aceste țări în ordinea descrescătoare a valorii:

Israel

Guatemala

Spania

Din lista de țări de mai jos, alegeți cele 5 țări cu cea mai lungă coastă și clasați-le în ordine descrescătoare:

Malaezia

Australia

Ucraina

Indonezia

Venezuela

Brazilia

Bangladesh

Costa Rica

Pe hartă de contur Consultați cele mai populate 5 țări din America de Sud.

Pe harta contur, marcați cele 5 țări africane cu cel mai mare flux de refugiați.

RĂSPUNSURI

1 - Mauritius

2 - Socotra

3 - finlandeză

4 - Aproximativ 50%

6 - Marsilia

7 - Cel mai apropiat de răspunsul probabil este „acum 250 de milioane de ani”.

9 - Formularea testului nu poate fi recunoscută ca fiind corectă. Opțiunea „În Bazinul Dunării” este absolut corectă, dar nu exactă: o astfel de definiție a situației nu se concentrează pe Sofia. Opțiunea „În Munții Balcani” indică locația mai precis, dar conceptul de „Munți Balcanici” în sine este vag.

11 - Transilvania

12 - Karskoe

13 - Scaderea nivelului apei

14 - Patagonia

16 - Taipei

17 - Alberta

18 - Suez

19 - Azteci

20 - Bilbao

21 - Sichuan

22 - Muntenegru

23 - Scoția

24 - Cracovia

25 - Cartografie

26 - Glob

27 - Bosnia și Herțegovina

28 - Lungimea ecuatorului

29 - Spre nord-vest

30 - Ascensiunea Pacificului de Est

31 - Decalaj orizontal...

32 - Aparent, aceasta se referă la Iran, deși nu există date exacte.

33 - 49% (deși estimările pentru 2007 arată că peste 50% dintre locuitorii orașului deja).

34 - Franța

35 - Uzbekistan și Liechtenstein

36 - Marmură

38 - Kiritimati

39 - Lipsa unei armate regulate. Cu toate acestea, alte semne nu pot fi respinse, deoarece sensul cuvântului „înalt” nu este definit. Testul este incorect.

40 - Zonele obiectelor aflate la latitudini mari sunt distorsionate. Dar a 4-a opțiune nu este lipsită de sens. Testul este incorect.

41 - Egipt și Sudan

42 - Nigeria și Camerun

44 - 7350. Dar astfel de întrebări nu pot fi ridicate.

45 - Aproximativ 43%

46 - al doilea răspuns

47 - La ecuator

49 - Taninuri

Niger, Egipt, Yemen, Africa de Sud, Laos, Malaezia, Australia, Suedia, Indonezia, Brazilia. Atribuirea, însă, este incorectă. Lungimea liniei de coastă, în principiu, nu este o valoare măsurabilă. Cm.: K.S. Lazarevici. Lungimea litoralului//Geografie, Nr. /2004.

Formularea întrebărilor este din memorie și poate diferi ușor de originalul: Național societate geografică Statele Unite nu atribuie sarcini nici concurenților, nici liderilor de echipă.

Afirmația că maghiarii sunt majoritatea în Transilvania este discutabilă. Românii au un alt punct de vedere asupra acestei chestiuni.

), să ne întoarcem la Figura 1 - care arată avansarea paralelă și secvențială a căldurii Soarelui la saramură fierbinte iaz de sare solară. Precum și schimbările continue ale valorilor diferitelor tipuri de radiații solare și valoarea lor totală pe parcurs.

Figura 1 - Histograma modificărilor intensității radiației solare (energiei) pe drumul spre saramura fierbinte a iazului de sare solară.

Pentru a evalua eficacitatea utilizării active a diferitelor tipuri de radiații solare, vom determina care dintre factorii naturali, tehnologici și operaționali au un efect pozitiv și care efect negativ asupra concentrației (creșterii debitului) radiației solare în iaz și acumularea acestuia cu saramură fierbinte.

Pământul și atmosfera primesc de la Soare 1,3∙10 24 cal de căldură pe an. Se măsoară prin intensitate, adică cantitatea de energie radiantă (în calorii) care vine de la Soare pe unitatea de timp către suprafața perpendiculară pe razele soarelui.

Energia radiantă a Soarelui ajunge pe Pământ sub formă de radiație directă și împrăștiată, adică. total. Este absorbit de suprafața pământului și nu este complet transformat în căldură, o parte din ea se pierde sub formă de radiație reflectată.

Radiațiile directe și împrăștiate (totale), reflectate și absorbite aparțin părții de unde scurte a spectrului. Alături de radiația cu undă scurtă, radiația atmosferică cu undă lungă (care se apropie), la rândul său, suprafața pământului emite radiații cu undă lungă (intrinsecă).

Radiația solară directă se referă la principalul factor natural în furnizarea de energie la suprafața apei a unui iaz de sare solară.

Radiația solară care ajunge la suprafața activă sub forma unui fascicul de raze paralele care emană direct de pe discul Soarelui se numește radiatia solara directa.

Radiația solară directă aparține părții cu unde scurte a spectrului (cu lungimi de undă de la 0,17 la 4 microni, de fapt, razele cu o lungime de undă de 0,29 microni ajung la suprafața pământului)

Spectrul solar poate fi împărțit în trei regiuni principale:

Radiația ultravioletă (λ< 0,4 мкм) - 9 % интенсивности.

Regiunea ultravioletă cu unde scurte (λ< 0,29 мкм) практически полностью отсутствует на уровне моря вследствие поглощения О 2 , О 3 , О, N 2 и их ионами.

Aproape domeniul ultraviolet (0,29 µm<λ < 0,4 мкм) достигает Земли малой долей излучения, но вполне достаточной для загара;

Radiația vizibilă (0,4 µm< λ < 0,7 мкм) - 45 % интенсивности.

Atmosfera limpede transmite radiația vizibilă aproape complet și devine o „fereastră” deschisă pentru ca acest tip de energie solară să treacă pe Pământ. Prezența aerosolilor și a poluării atmosferice pot fi motivele pentru absorbția semnificativă a radiațiilor în acest spectru;

Radiație infraroșie (λ> 0,7 µm) - 46% intensitate. Infraroșu apropiat (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 %.

La lungimi de undă mai mari de 2,5 microni, radiația extraterestră slabă este absorbită intens de CO 2 și apă, astfel încât doar o mică parte din această gamă de energie solară ajunge la suprafața Pământului.

Intervalul infraroșu îndepărtat (λ> 12 µm) al radiației solare practic nu ajunge pe Pământ.

Din punctul de vedere al utilizării energiei solare pe Pământ, trebuie luată în considerare doar radiația în intervalul de lungimi de undă de 0,29 - 2,5 μm.

Cea mai mare parte a energiei solare din afara atmosferei se află în intervalul de lungimi de undă de 0,2 - 4 microni, iar pe suprafața Pământului - în intervalul de lungimi de undă de 0,29 - 2,5 microni.

Să vedem cum se redistribuie în general , fluxuri de energie pe care Soarele le dă Pământului. Să luăm 100 de unități arbitrare de energie solară (1,36 kW/m 2 ) care cad pe Pământ și să le urmăm căile în atmosferă. Un procent (13,6 W/m2), ultravioletul scurt al spectrului solar, este absorbit de moleculele din exosferă și termosferă, încălzindu-le. Alte trei procente (40,8 W/m2) din ultravioletul apropiat sunt absorbite de ozonul stratosferei. Coada infraroșu a spectrului solar (4% sau 54,4 W/m 2) rămâne în straturile superioare ale troposferei conținând vapori de apă (practic nu există vapori de apă deasupra).

Restul de 92 de cote de energie solară (1,25 kW/m 2) cad pe „fereastra de transparență” a atmosferei de 0,29 microni.< < 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. Patruzeci de părți din energia razelor solare și alte 8 din atmosferă (total 48 sau 652,8 W/m 2) sunt absorbite de suprafața Pământului, încălzind pământul și oceanul.

Puterea luminii împrăștiată în atmosferă (doar 48 de părți sau 652,8 W/m2) este parțial absorbită de aceasta (10 părți sau 136 W/m2), iar restul este distribuit între suprafața Pământului și spațiu. Mai mult merge în spațiu decât ajunge la suprafață, 30 de acțiuni (408 W / m 2) în sus, 8 acțiuni (108,8 W / m 2) în jos.

A fost descris în comun, mediat, o imagine a redistribuirii energiei solare în atmosfera Pământului. Cu toate acestea, nu permite rezolvarea unor probleme speciale de utilizare a energiei solare pentru a satisface nevoile unei persoane într-o anumită zonă a reședinței și a muncii sale și iată de ce.

Atmosfera Pământului reflectă mai bine razele oblice ale soarelui, astfel încât insolația orară la ecuator și la latitudini medii este mult mai mare decât la latitudini mari.

Înălțimile Soarelui (altitudini deasupra orizontului) de 90, 30, 20 și 12 ⁰ (masa aerului (optică) (m) a atmosferei corespunde cu 1, 2, 3 și 5) cu o atmosferă fără nori corespunde la o intensitate de aproximativ 900, 750, 600 și 400 W/m 2 (la 42 ⁰ - m = 1,5, și la 15 ⁰ - m = 4). În realitate, energia totală a radiației incidente depășește valorile indicate, deoarece include nu numai componenta directă, ci și valoarea componentei împrăștiate a intensității radiației pe suprafața orizontală împrăștiată la masele de aer 1, 2, 3, și 5 în aceste condiții, respectiv, este egal cu 110, 90, 70 și 50 W / m 2 (cu un coeficient de 0,3 - 0,7 pentru planul vertical, deoarece doar jumătate din cer este vizibilă). În plus, în zonele cerului apropiate de Soare, există un „halou circumsolar” pe o rază de ≈ 5⁰.

Tabelul 1 prezintă date privind insolația pentru diferite regiuni ale Pământului.

Tabel 1 - Izolația componentei directe pe regiune pentru o atmosferă curată

Tabelul 1 arată că cantitatea zilnică de radiație solară este maximă nu la ecuator, ci aproape de 40 ⁰. Un fapt similar este, de asemenea, o consecință a înclinării axei pământului față de planul orbitei sale. În timpul solstițiului de vară, Soarele de la tropice este aproape toată ziua deasupra capului, iar orele de lumină sunt de 13,5 ore, mai mult decât la ecuator în ziua echinocțiului. Odată cu creșterea latitudinii, lungimea zilei crește și, deși intensitatea radiației solare scade, valoarea maximă a insolației diurne apare la o latitudine de aproximativ 40 ⁰ și rămâne aproape constantă (pentru condițiile de cer fără nori) până la Cercul Arctic.

Trebuie subliniat faptul că datele din tabelul 1 sunt valabile doar pentru o atmosferă pură. Luând în considerare înnorabilitatea și poluarea atmosferică cu deșeurile industriale, tipice pentru multe țări ale lumii, valorile date în tabel ar trebui să fie cel puțin înjumătățite. De exemplu, pentru Anglia în anii 70 ai secolului XX, înainte de începerea luptei pentru protecția mediului, cantitatea anuală de radiație solară era de numai 900 kWh/m 2 în loc de 1700 kWh/m 2 .

Primele date despre transparența atmosferei de pe lacul Baikal au fost obținute de V.V. Bufalom în 1964 El a arătat că valorile radiației solare directe peste Baikal sunt în medie cu 13% mai mari decât în ​​Irkutsk. Coeficientul mediu de transparență spectrală al atmosferei în nordul Baikalului vara este de 0,949, 0,906, 0,883 pentru filtrele roșu, verde și, respectiv, albastru. Vara atmosfera este mai instabilă din punct de vedere optic decât iarna, iar această instabilitate variază considerabil de la orele preamiezi până la după-amiază. În funcție de cursul anual de atenuare prin vapori de apă și aerosoli, se modifică și contribuția acestora la atenuarea totală a radiației solare. Aerosolii joacă rolul principal în perioada rece a anului, iar vaporii de apă joacă rolul principal în perioada caldă a anului. Bazinul Baikal și Lacul Baikal se disting printr-o transparență integrală relativ ridicată a atmosferei. Cu o masă optică m = 2, valorile medii ale coeficientului de transparență variază de la 0,73 (vara) la 0,83 (iarna).

Aerosolii reduc semnificativ fluxul de radiație solară directă în zona de apă a iazului și absorb în principal radiația din spectrul vizibil, cu lungimea de undă care trece liber prin stratul proaspăt al iazului și aceasta pentru că acumularea energiei solare de către iaz este de mare importanţă.(Un strat de apă de 1 cm grosime este practic opac la radiația infraroșie cu o lungime de undă mai mare de 1 micron). Prin urmare, apa cu grosimea de câțiva centimetri este folosită ca filtru de protecție termică. Pentru sticlă, limita de transmisie în infraroșu cu lungime de undă lungă este de 2,7 µm.

Un număr mare de particule de praf, transportate liber în stepă, reduce, de asemenea, transparența atmosferei.

Radiația electromagnetică este emisă de toate corpurile încălzite, iar cu cât corpul este mai rece, cu atât intensitatea radiației este mai mică și cu atât maximul spectrului său este deplasat către regiunea undelor lungi. Există o relație foarte simplă λmax×Τ=c¹[ c¹= 0,2898 cm∙deg. (Vina)], cu ajutorul căruia este ușor de stabilit unde se află radiația maximă a unui corp cu temperatură Τ (⁰K). De exemplu, un corp uman cu o temperatură de 37 + 273 = 310 ⁰K emite raze infraroșii cu un maxim apropiat de valoarea λmax = 9,3 µm. Iar pereții, de exemplu, ai unui uscător solar, cu o temperatură de 90 ⁰С, vor emite raze infraroșii cu un maxim apropiat de valoarea λmax = 8 µm.

Radiația solară vizibilă (0,4 µm< λ < 0,7 мкм) имеет 45 % интенсивности потому, что температура поверхности Солнца 5780 ⁰К.

În marele său progres a fost trecerea de la o lampă electrică incandescentă cu filament de carbon la o lampă modernă cu filament de wolfram. Chestia este că un filament de carbon poate fi adus la o temperatură de 2100 ⁰K, iar un filament de wolfram - până la 2500 ⁰K. De ce sunt aceste 400 ⁰K atât de importante? Chestia este că scopul unei lămpi cu incandescență nu este de a încălzi, ci de a da lumină. Prin urmare, este necesar să se obțină o astfel de poziție încât maximul curbei să cadă pe studiul vizibil. Ideal ar fi să existe un filament care să reziste la temperatura de pe suprafața Soarelui. Dar chiar și trecerea de la 2100 la 2500 ⁰K crește fracția de energie atribuită radiațiilor vizibile, de la 0,5 la 1,6%.

Toată lumea poate simți razele infraroșii emanate de un corp încălzit la doar 60 - 70 ⁰С prin aducerea palmei de jos (pentru a elimina convecția termică).

Sosirea radiației solare directe în zona de apă a iazului corespunde cu sosirea acesteia pe suprafața orizontală de iradiere. În același timp, cele de mai sus arată incertitudinea caracteristicilor cantitative ale sosirii la un anumit moment în timp, atât sezonier, cât și zilnic. Doar înălțimea Soarelui (masa optică a atmosferei) este o caracteristică constantă.

Acumularea radiației solare de către suprafața pământului și iaz diferă semnificativ.

Suprafețele naturale ale Pământului au abilități diferite de reflectare (absorbție). Astfel, suprafețele întunecate (cernoziom, turbării) au o valoare scăzută de albedo de aproximativ 10%. ( Albedo de suprafață este raportul dintre fluxul de radiație reflectat de această suprafață în spațiul înconjurător și fluxul care a căzut pe ea).

Suprafețele ușoare (nisip alb) au un albedo mare, 35 - 40%. Albedoul suprafețelor ierboase variază de la 15 la 25%. Albedo-ul coroanei unei păduri de foioase vara este de 14–17%, iar cel al unei păduri de conifere este de 12–15%. Albedo de suprafață scade odată cu creșterea altitudinii solare.

Albedo-ul suprafețelor apei este în intervalul 3 - 45%, în funcție de înălțimea Soarelui și de gradul de excitare.

Cu o suprafață de apă calmă, albedoul depinde doar de înălțimea Soarelui (Figura 2).

Figura 2 - Dependența coeficientului de reflexie a radiației solare pentru o suprafață de apă calmă de înălțimea Soarelui.

Intrarea radiației solare și trecerea acesteia printr-un strat de apă are propriile sale caracteristici.

În general, proprietățile optice ale apei (soluțiile sale) în regiunea vizibilă a radiației solare sunt prezentate în Figura 3.

Ф0 - fluxul (puterea) radiației incidente,

Photr - fluxul de radiații reflectat de suprafața apei,

Фabs este fluxul de radiație absorbit de masa de apă,

Фр - fluxul de radiații care a trecut prin masa de apă.

Reflectanța corpului Fotr/Ф0

Coeficient de absorbție Фabl/Ф0

Transmisie Фpr/Ф0.

Figura 3 - Proprietățile optice ale apei (soluțiile sale) în regiunea vizibilă a radiației solare

Pe limita plană a două medii, aer - apă, se observă fenomenele de reflexie și refracție a luminii.

Când lumina este reflectată, fasciculul incident, fasciculul reflectat și perpendiculara pe suprafața reflectantă, restaurate în punctul de incidență al fasciculului, se află în același plan, iar unghiul de reflexie este egal cu unghiul de incidență. În cazul refracției, fasciculul incident, perpendiculara restabilită în punctul de incidență a fasciculului la interfața dintre două medii și fasciculul refractat se află în același plan. Unghiul de incidență α și unghiul de refracție β (Figura 4) sunt legate sin α /sin β=n2|n1, unde n2 este indicele de refracție absolut al celui de-al doilea mediu, n1 - al primului. Deoarece pentru aer n1≈1, formula va lua forma sin α /sin β=n2

Figura 4 - Refracția razelor în timpul trecerii de la aer la apă

Când razele trec din aer în apă, ele se apropie de „perpendiculara de incidență”; de exemplu, un fascicul incident asupra apei la un unghi pe perpendiculara pe suprafața apei intră în ea deja sub un unghi care este mai mic decât (Fig. 4a). Dar când un fascicul incident, alunecând peste suprafața apei, cade pe suprafața apei aproape la un unghi drept față de perpendiculară, de exemplu, la un unghi de 89 ⁰ sau mai puțin, atunci intră în apă la un unghi mai mic decât o linie dreaptă și anume sub un unghi de numai 48,5 ⁰. La un unghi mai mare față de perpendiculară decât 48,5 ⁰, fasciculul nu poate intra în apă: acesta este unghiul „limitator” pentru apă (Figura 4, b).

În consecință, razele care cad pe apă în diferite unghiuri sunt comprimate sub apă într-un con destul de strâns, cu un unghi de deschidere de 48,5 ⁰ + 48,5 ⁰ = 97 ⁰ (Fig. 4c).

În plus, refracția apei depinde de temperatura acesteia (Tabelul 2), dar aceste modificări nu sunt atât de semnificative încât să nu poată fi de interes pentru practica ingineriei pe tema luată în considerare.

Tabelul 2 - Indicele de refracțieapa la temperatură diferită t

n n n

Să urmărim acum cursul razelor care se întorc (din punctul P) - de la apă la aer (Figura 5). Conform legilor opticii, traseele vor fi aceleași, iar toate razele conținute în conul de 97 de grade menționat vor merge în aer sub unghiuri diferite, răspândindu-se pe întreg spațiul de 180 de grade deasupra apei. Razele subacvatice care se află în afara unghiului menționat (97 de grade) nu vor ieși de sub apă, ci vor fi reflectate în întregime de la suprafața acesteia, ca dintr-o oglindă.

Figura 5 - Refracția razelor în timpul trecerii de la apă la aer

Dacă 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, există doar fasciculul reflectat, nu există fascicul refractat ( fenomen de reflexie internă totală).

Orice rază subacvatică care întâlnește suprafața apei la un unghi mai mare decât „limitatorul” (adică mai mare de 48,5 ⁰) nu este refractată, ci reflectată: suferă „ reflecție internă totală". Reflecția este numită în acest caz totală deoarece toate razele incidente sunt reflectate aici, în timp ce chiar și cea mai bună oglindă argintie lustruită reflectă doar o parte din razele incidente pe ea, absorbind restul. Apa în aceste condiții este o oglindă ideală. În acest caz, vorbim despre lumina vizibilă. În general, indicele de refracție al apei, ca și alte substanțe, depinde de lungimea de undă (acest fenomen se numește dispersie). Ca o consecință a acestui fapt, unghiul limitator la care are loc reflexia internă totală nu este același pentru lungimi de undă diferite, dar pentru lumina vizibilă atunci când este reflectată la limita apă-aer, acest unghi se modifică cu mai puțin de 1⁰.

Datorită faptului că la un unghi mai mare față de perpendiculară decât 48,5⁰, raza de soare nu poate intra în apă: acesta este unghiul „limitator” pentru apă (Figura 4, b), apoi masa de apă, în întregul interval de valori ​​​​de înălțimea Soarelui, nu se schimbă atât de mult nesemnificativ decât aerul - este întotdeauna mai puțin .

Cu toate acestea, deoarece densitatea apei este de 800 de ori mai mare decât densitatea aerului, absorbția radiației solare de către apă se va modifica semnificativ.

În plus, dacă radiația luminoasă trece printr-un mediu transparent, atunci spectrul unei astfel de lumini are unele caracteristici. Anumite linii din el sunt foarte slăbite, de exemplu. undele cu lungimea de undă corespunzătoare sunt puternic absorbite de mediul luat în considerare. Astfel de spectre sunt numite spectre de absorbție. Forma spectrului de absorbție depinde de substanța luată în considerare.

Din moment ce soluția de sare iaz de sare solară poate conține diferite concentrații de cloruri de sodiu și magneziu și rapoartele acestora, atunci nu are sens să vorbim fără ambiguitate despre spectrele de absorbție. Deși cercetările și datele pe această temă abundă.

Deci, de exemplu, studiile efectuate în URSS (Yu. Usmanov) pentru a identifica transmisia radiațiilor de diferite lungimi de undă pentru apă și o soluție de clorură de magneziu de diferite concentrații au obținut următoarele rezultate (Figura 6). Și B. J. Brinkworth arată o dependență grafică a absorbției radiației solare și a densității de flux monocromatic a radiației solare (radiația) în funcție de lungimea de undă (Figura 7).

Figura 7 - Absorbția radiației solare în apă

Figura 6 - Dependența debitului unei soluții de clorură de magneziu de concentrație

In consecinta, alimentarea cantitativa cu radiatii solare directe catre saramura fierbinte a iazului, dupa intrarea in apa, va depinde de: densitatea monocromatica a fluxului de radiatii (radiatii) solare; de la înălțimea soarelui. Și, de asemenea, din albedoul suprafeței iazului, din puritatea stratului superior al iazului de sare solară, format din apă dulce, cu o grosime de obicei de 0,1 - 0,3 m, unde amestecul nu poate fi suprimat, compoziția, concentrația și grosimea a soluţiei în stratul de gradient (strat izolator cu concentraţia saramură crescând în jos), asupra purităţii apei şi a saramurii.

Figurile 6 și 7 arată că apa are cea mai mare capacitate de transmisie în regiunea vizibilă a spectrului solar. Acesta este un factor foarte favorabil pentru trecerea radiației solare prin stratul proaspăt superior al iazului de sare solară.

Bibliografie

1 Osadchiy G.B. Energia solară, derivatele sale și tehnologiile de utilizare a acestora (Introducere în energia SRE) / G.B. Osadchy. Omsk: IPK Maksheeva E.A., 2010. 572 p.

2 Twydell J. Surse de energie regenerabilă / J. Twydell, A . Weir. M.: Energoatomizdat, 1990. 392 p.

3 Duffy J. A. Procese termice folosind energia solară / J. A. Duffy, W. A. ​​​​Beckman. M.: Mir, 1977. 420 p.

4 Resursele climatice ale Baikalului și bazinului său /N. P. Ladeyshchikov, Novosibirsk, Nauka, 1976, 318p.

5 Pikin S. A. Cristale lichide / S. A. Pikin, L. M. Blinov. M.: Nauka, 1982. 208 p.

6 Kitaygorodsky A. I. Fizica pentru toți: Fotoni și nuclee / A. I. Kitaygorodsky. M.: Nauka, 1984. 208 p.