Средняя за отопительный период величина солнечной радиации: ТСН 23-308-00 ТСН НТП 99 МО Нормы теплотехнического проектирования гражданских зданий с учетом энергосбережения / 23 308 00 99 МО

Содержание

Глава 2 Радиационный и световой режим

Среди климатообразующих факторов солнечная радиация играет едва ли не первостепенную роль. 3а последнее время сведения о солнечной радиации так называемая актинометрическая информация, все шире используется в народном хозяйстве. Радиационные условия учитываются при строительном проектировании и планировании производства, при распределении разного вида ресурсов и материалов, расхода топлива и электроэнергии; радиационные условия учитываются также многочисленными народно-хозяйственными организациями в их повседневной деятельности.

В Магадане продолжительность солнечного сияния за день регистрируется с 1937 г., актинометрические наблюдения начаты в 1970 г. Семь раз в сутки в определенные часы (актинометрические сроки наблюдений) проводятся измерения прямой S, рассеянной о, отраженной D солнечной радиации и радиационного баланса B.

2.1. Продолжительность солнечного сияния

Одной из самых распространенных характеристик солнечной радиации является продолжительность солнечного сияния. Различают действительную и возможную продолжительность солнечного сияния. Действительная продолжительность регистрируется прибором в естественных условиях на метеорологической площадке, зависит от времени года и наличия или отсутствия облачности на небе. Возможная продолжительность -условная характеристика продолжительности солнечного сияния при полном отсутствии облачности, — определяется временем восхода и захода солнца и степенью закрытости горизонта.

Ниже для сравнения приведены данные о действительной продолжительности солнечного сияния (в часах) в Магадане и ,Ленинграде, расположенных приблизительно на одной широте:

В Магадане солнце за год в среднем светит 1822 ч, т. е. продолжительность солнечного сияния на 70 ч. больше, чем в Ленинграде. Для пунктов, расположенных на широте 60°, средняя продолжительность солнечного сияния за год лишь на 8 ч больше, чем в Магадане. В теплый период продолжительность солнечного сияния за сутки в Магадане меньше, чем в Ленинграде, и других пунктах, расположенных на этой широте, а в зимний период за счет большой повторяемости ясной погоды в Магадане число часов солнечного сияния значительно больше. В целом за год в Магадане насчитывается 117, в Ленинграде 124, во Владивостоке 56 дней без солнца.

2.2. Радиационный баланс и его составляющие

Количество поступающей к поверхности земли солнечной радиации в значительной степени зависит от географической широты местности и определяется высотой солнца над горизонтом, количеством облачности, прозрачностью атмосферы и другими факторами.

Изменение высоты солнца в течение дня при различном склонении солнца показано на рис. 1. 1 Кривая 1 характеризует изменение высоты солнца в период самых длинных летних дней (δ = 23°), кривая 5-изменение высоты солнца в самые короткие зимние дни (δ = — 23°), кривая 3- в дни равноденствий .(δ = 0°).

При безоблачной погоде поверхности земли достигает преимущественно прямая солнечная радиация, а когда солнце закрыто облаками, — рассеянная. Сумма прямой и рассеянной радиации составляет приходную часть радиационного баланса — суммарную радиацию Q. Часть приходящей радиации отражается деятельной поверхностью обратно в атмосферу — отраженная радиация Rk. Отраженную способность деятельной поверхности характеризуют величиной альбедо Ак — отношением отраженной от поверхности радиации к приходящей суммарной (выражается обычно в процентах). Так, например, альбедо свежевыпавшего снега составляет 80—95%.

Разность между суммарной и отраженной радиацией называется остаточной коротковолновой радиацией или балансом коротковолновой радиации и обозначается Вк. Для определения полного радиационного баланса между землей и атмосферой необходимо учитывать все потоки радиации, в том числе и тепловое излучение земли и атмосферы, т. е. длинноволновую радиацию.

Таким образом, приходную часть радиационного баланса В составляют потоки прямой и рассеянной солнечной радиации, а также и тепловое излучение атмосферы, расходную часть радиационного баланса системы земля—атмосфера составляют потоки отраженной коротковолновой радиации и теплового излучения земли.

Как видно из данных табл. 1, на горизонтальную поверхность прямой солнечной радиации больше всего поступает в марте, мае, июне и июле. Максимум сумм рассеянной радиации приходится на май—июнь. Минимум солнечной радиации отмечается в декабре.

В мае и июне поток суммарной радиации составляет около 544 МДж/м2, в Ленинграде — на 42—84 МДж/м2 больше.

Большую часть года (март—сентябрь) радиационный баланс положительный, т. е. приход радиации превышает расход. В период март—май, август—сентябрь в Магадане положительные значения радиационного баланса выше, чем в Ленинграде. Радиационный баланс за год в Магадане на 126 МДж/м2 меньше, чем в Ленинграде.

В летний период значительная часть поступающей на поверхность земли радиации поглощается; среднее альбедо в этот период составляет 16—18%. Зимой подстилающая поверхность покрыта снегом, количество поглощенной радиации резко понижается; значения альбедо (начиная с ноября) превышают 50 %.

2.3. Радиационный режим наклонных и вертикальных поверхностей

При решении практических задач часто необходимо оценить, какое количество солнечной радиации поступает на наклонные и вертикальные поверхности, различно ориентированные относительно сторон света.

Сведения о количестве радиации, поступающей на склоны разной ориентации, позволяют уточнить продолжительность вегетационного периода, сроки схода снежного покрова, оценить влагосодержание почвы и т. п.

Количество прямой солнечной радиации, приходящей к склону, зависит от экспозиции и крутизны склонов. Расчет радиации, поступающей на склон — процесс трудоемкий. Для упрощения пересчета суточных сумм радиации с горизонтальной поверхности на наклонную, применяется коэффициент К (табл. 2 приложения), который изменяется в зависимости от времени года, крутизны склона и ориентации поверхности.

На Дальнем Востоке на широте 60° с. южные склоны всегда получают больше тепла от прямых солнечных лучей, чем горизонтальная поверхность и склоны других экспозиций. Наибольшие различия в поступлении солнечных лучей на южные и северные склоны отмечаются в зимний период. Так, в ноябре—январе северный склон крутизной 5° получает только 40—60 % солнечной радиации, поступающей на горизонтальную поверхность; на южный склон такой же крутизны приходит радиации в 1,5 раза больше, чем на горизонтальную поверхность. Чем больше угол наклона южного склона, тем больше тепла получает этот склон зимой. На склоны северной экспозиции крутизной 20° в течение почти всего зимнего периода прямой солнечной радиации не поступает. Южные склоны крутизной 10° больше тепла получают в апреле. В теплый период поток солнечной радиации на северные склоны увеличивается. Так, северный склон крутизной 5° и горизонтальная площадка в июне и июле получают почти одинаковое количество солнечной радиации. Восточные и западные склоны в течение года получают примерно одинаковое количество тепла по сравнению с горизонтальной поверхностью.

Большую роль играют потоки солнечной радиации, поступающей на стены зданий. Солнечная радиация оказывает влияние на тепловой режим внутри помещений, продолжительность отопительного периода, на освещенность квартир и служебных помещений и др.

Из данных табл. 2 видно, что продолжительность облучения южных стен солнечными лучами больше. Так, в марте продолжительность облучения стен южной ориентации составляет в среднем 7 ч в день. Стены западной ориентации в течение года имеют большую продолжительность облучения солнцем, чем восточные.

Наибольшая продолжительность облучения стен северной ориентации отмечается в мае и июне (1,7 ч).

Следует отметить, что действительная продолжительность облучения стен вследствие облачности меньше, чем теоретически возможная. Так, в период с марта по май отношение действительной продолжительности облучения к возможной для южной стены. составляет 53—62 % (табл. 3). На рис. 2 показано изменение возможной продолжительности облучения стен разной ориентации в течение года. О количестве прямой и рассеянной солнечной радиации, поступающей на вертикальную поверхность разной ориентации, можно судить по данным табл. 4.

Возможное время начала и конца облучения стен северной и южной ориентации приведено в табл. 5. По этим данным можно получить сведения о продолжительности облучения восточных и западных стен. Так, в июле возможное облучение восточных стен начинается с 2 ч 56 мин и длится до 12 ч, южные стены облучаются с 6 ч 52 мин до 17 ч 08 мин, северные — с 2 ч 56 мин до 6 ч 52 мин и с 17 ч 08 мин до 21 ч 04 мин, западные — с 12 ч до 21 ч 04 мин.

2.4. Естественная освещенность

Естественная освещенность является одной из важных радиационных характеристик. Эта характеристика зависит от продолжительности дня, прозрачности атмосферы и других факторов. На рис. 3 показана продолжительность дня и ночи на 15-е число каждого месяца. Продолжительность самого короткого дня в Магадане составляет 6 ч. С 13 июня до 1 июля с 22 ч 10 мин до 3 ч 35 мин солнце хотя и находится за горизонтом, но полной темноты не наступает, сохраняется сумеречная освещенность. Продолжительность дня в этот период составляет 18 ч 50 мин. Измерения освещенности на территории СССР носят эпизодический характер. Однако разработанный расчетный метод позволяет с достаточной степенью точности получить характеристики освещенности, используя составляющие солнечной радиации и световой эквивалент. Световой эквивалент — это отношение освещенности (клк) к интенсивности радиации (МДж/м²). Различают освещенность суммарную, Eq, создаваемую прямой и рассеянной радиацией, и рассеянную освещенность Ed, источником которой служит рассеянная солнечная радиация в пасмурную погоду при отсутствии прямой. Световой эквивалент рассчитывается как для суммарной, так и для рассеянной радиации. Световой эквивалент рассеянной радиации зависит от условий облачности, а световой эквивалент суммарной радиации — от высота солнца. Световые эквиваленты, использованные для расчетов приведены в табл. 5 приложения. В тех случаях, когда отмечалась пасмурная погода и солнце слабо просвечивало через облака, применялся световой эквивалент, равный 3 клк/(МДж-м ^-2 мин^-1). При расчетах рассеянной освещенности при ярком солнце световой эквивалент принимался равным 3,4 клк/(МДж-м ^-2 мин^-1), при умеренном солнце— 3,3 клк/(МДж-м ^-2 мин^-1).

Результаты расчетов суммарной и рассеянной освещенности приведены в табл. 6. Максимальная суммарная и рассеянная освещенность отмечается в июне и составляет соответственно 90-104 и 54-104 клк; минимальная суммарная и рассеянная — в декабре и составляет соответственно 2,2-104 и 1,8-104 клк. В Ленинграде с сентября по май суммарная освещенность ниже, а в летний период выше, чем в Магадане. Рассеянная освещенность в течение года, за исключением , июля и августа, в Магадане выше, чем в Ленинграде.

За нижний предел естественной освещенности для бытовых и технических целей принимают освещенность 4—5 клк, называемую сумеречной освещенностью. В табл. 7 содержатся сведения о времени наступления и окончания освещенности величиной 5 клк на широте 60°. Освещенность 5 клк наблюдается при высоте солнца не менее 2°. Гражданские сумерки наступают при переходе солнца через линию горизонта. Освещенность в этот период понижается от 600—650 до 10 лк и считается достаточной для выполнения работ на открытом воздухе без искусственного освещения. В Магадане, так же как и в Ленинграде, в период «белых ночей» уличное освещение не зажигается.

Климатические параметры \ КонсультантПлюс

│ Климатические параметры │

├─────────────────────────────────────────┬────────────┬────────────────┬───────────┤

│Температура наружного воздуха наиболее │ хол │ │ │

│холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 │ t │ °C │ -28 │

│ │ н │ │ │

├─────────────────────────────────────────┼────────────┼────────────────┼───────────┤

│Средняя температура наружного воздуха за │ оп │ │ │

│отопительный период │ t │ °C │ -3,1 │

│ │ н │ │ │

│Продолжительность отопительного периода │ оп │ │ │

│ │ Z │ сут. │ 216 │

│ │ от │ │ │

│Продолжительность переходного периода │ пп │ │ │

│ │ Z │ сут. │ 64 │

│ │ от │ │ │

│Средняя за отопительный период величина │ оп │ │ │

│солнечной радиации на вертикальные │ I │ МДж/м2 │ 1794 │

│поверхности (стены и окна) при │ ср │ │ │

│действительных условиях облачности с │ │ │ │

│учетом суммирования по четырем фасадам │ │ │ │

│здания │ │ │ │

│Средняя за переходный период величина │ пп │ │ │

│солнечной радиации на вертикальные │ I │ МДж/м2 │ 465 │

│поверхности при действительных условиях │ ср │ │ │

│облачности │ │ │ │

│Средняя скорость ветра за отопительный │ V │ м/с │ 3,8 │

│период │ │ │ │

├─────────────────────────────────────────┴────────────┴────────────────┴───────────┤

Метрики солнечного излучения | Семинар по устойчивому развитию

Солнечное излучение является важным фактором в любом здании, стремящемся к энергоэффективности. Солнечное излучение приравнивается к теплу, если оно попадает в здание, или к электричеству, если оно улавливается фотоэлектрической батареей.

Понимание значения солнечной радиации поможет вам рассчитать, сориентировать и запрограммировать ваше здание, чтобы извлечь выгоду из характеристик солнечной радиации вашего участка и климата. Знание показателей солнечного излучения может помочь в вашем анализе.

Интенсивность солнца зависит от прозрачности атмосферы и угла, под которым солнце падает на поверхность, называемого «углом падения». Чем перпендикулярнее солнечные лучи к поверхности, тем больше тепла и световой энергии.

Падающая солнечная радиация

Падающая солнечная радиация – это количество энергии солнечного излучения, полученное на данной поверхности в течение заданного времени. Значения даны в единицах энергии на единицу площади (Вт/м ² или БТЕ/ч/фут ² ) и обычно являются единственным наиболее ценным показателем для ранних проектных исследований. Это также иногда называют инсоляцией (падающая солнечная радиация) и иногда выражают в единицах энергии, накопленной за день или за год (кВтч/м ² /день или кВтч/м ² /год).

Падающее солнечное излучение, визуализация в Autodesk Revit

Значения падающей солнечной радиации основаны на двух основных компонентах:

Прямое солнечное излучение (прямое лучевое излучение = I _b ), которое всегда измеряется перпендикулярно солнечным лучам
Рассеянное излучение , который одновременно рассеивается облаками и атмосферой (рассеянное излучение неба = I _d ) и землей перед поверхностью (I _r ). Это всегда измеряется на горизонтальной поверхности.

Состояние неба влияет на интенсивность и распределение солнечной радиации. Облачное небо уменьшает количество прямого излучения луча и увеличивает количество рассеянного излучения неба. Например, ясное небо позволит прямому свету пройти от солнца прямо к вашему участку/зданию, тогда как облачное небо будет фильтровать солнечный свет и рассеивать рассеянный свет вокруг вашего местоположения.

Из всей энергии солнца до одной трети может теряться (отражаться в космос), около 20% достигает поверхности в виде рассеянного излучения, а остальная часть достигает поверхности в виде прямого излучения (источника).

В дополнение к прямому нагреву зданий солнечным светом, солнечная радиация также создает более жаркую погоду и влияет на влажность. Это одна из причин, по которой он включен в суточные карты погоды.

Суточные графики средних погодных условий показывают как прямое, так и рассеянное солнечное излучение. Когда прямое солнечное излучение сильно меняется в течение года, бывает облачно. Вы можете видеть, что Копенгаген зимой облачен, потому что абсолютное значение прямого излучения намного ниже, а доля рассеянного излучения к прямому выше.

Поглощенное, прошедшее и отраженное излучение

В то время как падающее солнечное излучение — это просто количество энергии, попадающей на данную поверхность. Он не обязательно говорит вам, сколько радиации поглощается фасадом здания, передается через окна здания или отражается обратно. Это зависит от свойств материала и регулируется следующим уравнением:

100% падающее – отраженное = поглощенное + переданное

Анализ солнечного излучения

Данные о прямом и рассеянном солнечном излучении включаются в файлы погоды, которые использует программное обеспечение для анализа.

Фактические значения падающего солнечного излучения рассчитанные и визуализированные в Revit основаны на конкретной геометрии здания. Они учитывают почасовые данные о прямом и рассеянном излучении из ваших данных о погоде, геометрию вашего здания и период времени анализа. Результаты анализа всегда за определенный период времени (часто один час) и представлены в Втч/м ² (или БТЕ/фут ² ). Вы можете умножить на 317,15, чтобы преобразовать кВтч/м ² в БТЕ/фут ² .

Расчет, используемый программой, включает затенение от окружающих объектов (F _{затенение} ), часть неба, «видимую» поверхностью (F _небо ), и угол падения между солнцем и лицом, проанализировано (тета). Поскольку падающее солнечное излучение — это всего лишь мера количества солнечного света, попадающего на поверхность, оно не зависит от свойств материала.

Часть неба, видимая поверхностью (Fsky), определяется маской затенения, размещенной над куполом неба (см. дополнительную информацию)

Основное уравнение ¹ позади значений, указанных в программном обеспечении, выглядит следующим образом:

Падающее солнечное излучение = (I _b * F _{штриховка} * cos(theta)) + (I _{d * _{F _небо )+ I _r}}

Где:

I _b = излучение прямого луча, измеренное перпендикулярно солнцу
I _d = рассеянное излучение неба, измеренное в горизонтальной плоскости коэффициент затенения (1, если точка не заштрихована, 0, если точка заштрихована, процент, если измеряется на поверхности

F _небо = коэффициент видимого неба (процент на основе маски затенения)
Theta = угол падения между солнце и анализируемое лицо

Для получения дополнительной информации см. :

NREL
Power from the Sun Уильям Стайн и Майкл Гейер, глава 2

С помощью Revit нельзя напрямую рассчитать значения поглощенного, прошедшего и отраженного излучения. Однако, основываясь на значениях падающего солнечного излучения, вы можете использовать проектную оценку и ручные расчеты, чтобы помочь вам спроектировать такие функции, как апертуры, затенение и тепловая масса.

Сроки изучения солнечного излучения

Вы можете выбрать различные единицы измерения для параметров моделирования анализа солнечного излучения. Эти различные единицы имеют сильные и слабые стороны, основанные на анализе, который вы делаете.

Пик

ЧТО : Максимальное значение, рассчитанное за период исследования.
КОГДА : Часто требуется сделать это в течение определенного дня, месяца или сезона, чтобы отточить самое сильное солнце.
ПОЧЕМУ : Этот показатель в основном используется для определения размеров систем и оборудования HVAC, а также для того, чтобы избежать крайностей. Солнечная нагрузка является одним из основных компонентов охлаждающих нагрузок.
- Охлаждение и пиковая солнечная нагрузка: Какую максимальную солнечную энергию вы испытаете в самый жаркий день лета? Может ли ваше здание справиться с этими пиковыми солнечными нагрузками? Можно ли уменьшить эти усиления с помощью затеняющих устройств? Снизив пиковую нагрузку на охлаждение, сможете ли вы уменьшить размер системы HVAC?
- Фотоэлектрические панели: Определение максимального количества энергии, которое, как вы можете ожидать, упадет на поверхность фотоэлектрической панели, может помочь определить размеры фотоэлектрических инверторов. Однако эмпирическое правило заключается в том, что пиковая мощность составляет около 1000 Вт/м2 для большей части мира, поэтому на практике это часто не выполняется.

Среднее

ЧТО: Среднее значение значений за определенный период исследования за час. Это среднее значение основано только на времени, когда светит солнце. Значения ночного времени не включаются, даже если вы укажете часы ночного времени.
КОГДА: Определить средние общие проектные условия для данного месяца или сезона. Часто рассчитывается только во время работы здания.
ПОЧЕМУ: Этот показатель в основном используется для оценки энергопотребления и прироста за определенный период времени. (Средняя энергия излучения * общее количество часов = общая энергия).
- Отопление и средняя солнечная нагрузка: Оцените потенциал пассивного солнечного нагрева, изучив среднюю солнечную радиацию в периоды низких температур (когда необходимо отопление).
- Фотоэлектрические панели и пассивное солнечное отопление: Найдите общую доступную мощность, умножив среднее солнечное излучение на общее количество часов. Затем умножьте это значение на предполагаемую эффективность системы, чтобы получить общую ожидаемую выходную мощность (для производства электроэнергии или отопления).

Совокупный

ЧТО: Сумма всех значений, рассчитанных за заданный период времени.
КОГДА: Для любого интересующего вас периода времени вы можете определить общее производство или экономию энергии. Этот метод может быть более точным, чем использование средних значений при изучении конкретных периодов времени.

ПОЧЕМУ: Используйте при поиске общей энергии, которая будет доступна в течение заданного периода времени.
- Пассивное отопление и охлаждение: Изучите влияние нагрузки на отопление/охлаждение за заданный период времени и сколько общей энергии мне придется управлять. Например, какую общую энергию вы можете собрать для системы прямого усиления, такой как стена тепловой массы?
- PV Потенциал: Это основное приложение для совокупных показателей. Какова общая энергия, падающая на поверхность фотоэлектрической панели, которая будет падать на панель в течение всего года и за определенные периоды времени. Можете ли вы сопоставить строительные нагрузки с этим производственным потенциалом?

Справочные материалы могут быть предоставлены для различных мест в зависимости от кумулятивного излучения в течение дня. Приведенная ниже диаграмма может помочь дать представление о масштабе количества совокупного солнечного излучения, ожидаемого в течение дня для различных условий. См. таблицу ниже, чтобы дать вам представление о масштабе излучения на разных сторонах здания вблизи и вдали от экватора.

года

	Место и время		Случайная солнечная радиация (БТЕ/фут2/день)
	Город	Месяц	Горизонтальный	Южная стена	Северная стена
Вдали от экватора	Анкоридж, AK	января	70-110	310	38
Вдали от экватора	Анкоридж, AK	июль	1160-1700	990	550
Около экватора	Майами, Флорида	января	990-1270	1320	300
Около экватора	Майами, Флорида	июль	15:00-21:00	550	610

Суммарная падающая солнечная радиация в месте как близком, так и далеком от экватора, как летом, так и зимой. ИСТОЧНИК: NREL (1and2)

Момент времени

Наблюдение за солнечным излучением в определенное время ² наиболее ценно, когда вы получаете начальное представление о доступной энергии на вашем объекте.

Использование инструмента «Путь солнца» в сочетании с результатами солнечного излучения может быть очень эффективным способом понять как путь солнца, так и результирующую солнечную энергию, падающую на фасад здания. Обратите внимание, что при изучении излучения в реальном времени результаты будут такими же, если вы выберете пиковое, среднее или кумулятивное.

Для справки: средняя падающая на Землю солнечная радиация составляет около 240 Вт/м².

———————-

¹ Фактический алгоритм солнечного излучения, рассчитанный программным обеспечением, основан на модели анизотропного рассеянного излучения, разработанной Ричардом Пересом, которая представляет собой формулу статистической регрессии, учитывающую прямое и рассеянное излучение.

² При анализе определенного времени (например, 10:00 21 января) представленное значение фактически представляет собой падающее излучение в течение часа, начиная с этого времени (Втч/м ² ). На самом деле это не мгновенно. Однако интенсивность излучения и положение солнца не сильно меняются в течение часа. Кроме того, единица измерения «ч» отменяется, так как Втч/м ² /(1 ч), что равно Вт/м ² .

Климатические исследования, Южная Флорида

Вы узнали, что поверхность Земли поглощает и излучает радиацию с одинаковой скоростью. Этот баланс в скорости поглощения и излучения Земли происходит при 255 К (-18 ° C или 0 ° F), но средняя температура Земли на самом деле намного выше (288 К, 15 ° C или 59 ° F). Эту разницу можно объяснить, если принять во внимание атмосферу. Несмотря на то, что атмосфера Земли поглощает и излучает инфракрасное излучение, она не одинаково поглощает и излучает. Некоторые газы в атмосфере поглощают некоторые длины волн излучения (передавая свою энергию в тепло), в то время как другие газы прозрачны и позволяют излучению свободно проходить без поглощения. Вы поймете радиационный баланс Земли после анализа того, как рассчитывается энергетический баланс. И вы лучше поймете, как регулируется температура Земли, прочитав следующие разделы о парниковом эффекте.

Что происходит с поступающим солнечным излучением?

Солнечная радиация, которую получает Земля, в основном состоит из более коротких длин волн видимого света. Как объясняет закон Вейна, высокая температура Солнца испускает солнечное излучение в основном с более короткими длинами волн. Это поступающее солнечное излучение может рассеиваться, отражаться или поглощаться.

Рассеяние солнечного излучения происходит, когда излучение попадает на очень маленькие объекты в атмосфере Земли, такие как молекулы воздуха, мельчайшие капли воды, кристаллы льда или аэрозоли (крошечные частицы в воздухе), которые рассеивают солнечное излучение во всех направлениях. Молекулы воздуха и аэрозоли рассеивают солнечное излучение в атмосфере. Молекулы воздуха намного меньше длины волны падающего на них видимого света. Следовательно, рассеивается больше синего, более коротковолнового света, чем красного, более длинноволнового света. Это причина, почему небо кажется голубым в дневное время. Капли воды и кристаллы льда, из которых состоят облака, одинаково рассеивают свет на всех длинах волн и поэтому кажутся белыми.

Изображение предоставлено Microsoft Clip Art

Отражение солнечного излучения происходит, когда излучение направляется прямо назад от поверхности. Доля (или процент) отраженного обратно излучения известна как альбедо. Альбедо сильно варьируется от одного места к другому на Земле, в зависимости от типа поверхности (например, земля или вода), степени покрытия снегом или растительностью и угла падающего солнечного излучения. Ледники и ледниковые щиты имеют высокое альбедо, отражающее от 80% до 90% излучения, достигающего их поверхности. Альбедо облаков варьируется в зависимости от их толщины, в среднем 55%. Вода отражает небольшое количество солнечной радиации.

В Модуле 3 вы узнаете больше об альбедо и его роли в климатической системе Земли.

Изображение предоставлено Microsoft Clip Art

Поглощение отличается от рассеяния и отражения, потому что поглощение включает в себя больше, чем изменение направления излучения. Поглощение излучения включает преобразование электромагнитного излучения в тепловую энергию.

Как рассчитать глобальный радиационный баланс Земли?

Что такое Джоуль и Ньютон?

Джоуль (Дж) — это единица энергии или работы, эквивалентная энергии, затрачиваемой при приложении силы в 1 ньютон (Н) для перемещения объекта на 1 метр.