Кліматотвірні чинники. Сонячна радіація і характер підстилаючої поверхні

§ 5. Кліматотвірні чинники. Сонячна радіація і характер підстилаючої поверхні

Як змінюється кут падіння сонячних променів від екватора до полюсів?
Від чого залежать температура і атмосферний тиск?

Формування клімату будь-якої території відбувається під дією трьох головних чинників:

сонячної радіації,
характеру підстилаючої поверхні
та атмосферної циркуляції.

Сонячна радіація

Сонячна радіація (променева сонячна енергія) — головний кліматотвірний чинник.
Кількість сонячної радіації в різних місцях планети неоднакова. Вона залежить насамперед від висоти Сонця над горизонтом. Чим більший кут, під яким сонячне проміння падає на поверхню Землі, тим більше сонячної радіації дістає вона на одиницю площі. Найбільшу кількість сонячної радіації одержує земна поверхня, коли промені падають прямовисно (мал.15).

Мал.15. Вплив кута падіння сонячних променів на нагрівання поверхні Землі

Найбільший кут падіння сонячних променів упродовж року спостерігається на екваторі. Цей кут поступово зменшується від екватора до полюсів. Відповідно зменшується і кількість сонячної радіації. Таке послідовне зменшення кількості сонячної радіації від екватора до полюсів зумовлює виникнення радіаційних широтних смуг — зон. Ось чому кажуть, що сонячна радіація розподіляється зонально.

Проте зональний розподіл сонячної радіації на земній кулі нерідко порушується: радіаційні зони простягаються азонально, тобто не вздовж широти, а в напрямі, близькому до меридіонального.

Причин порушення зонального розподілу сонячної радіації багато.

Одна із цих причин — прозорість атмосфери.

Проходячи крізь прозору атмосферу, більшість сонячних променів досягає Землі у вигляді прямої радіації. Чим більше в атмосфері хмар, водяної пари і пилу, тим сильніше розсіювання сонячних променів і тим менша кількість сонячної радіації надходить до Землі. Наприклад, у деяких промислових районах запилене повітря послаблює сонячну радіацію майже наполовину.

Внаслідок річного руху Землі змінюється не тільки кут падіння сонячних променів, а й тривалість освітлення. Особливо чітко це помітно в полярних широтах. На полюсах у полярний день Сонце не заходить за горизонт близько півроку. Тому загальна кількість сонячної радіації, що дістає приполюсний район у цей час, тільки на 17% менша, ніж на екваторі. В дні літнього чи зимового сонцестояння райони полюсів одержують сонячної радіації навіть більше, ніж найжаркіші пустелі земної кулі.

Кількість сонячної радіації залежить також від абсолютної висоти місцевості. Гірські вершини дістають більше сонячної енергії, ніж рівнинні простори. Це пояснюється тим, що промені Сонця проходять до вершин гір коротший шлях в атмосфері.

Клімат Землі формують три головних чинники: сонячна радіація, підстилаюча поверхня і циркуляція атмосфери.

Розподіл сонячної радіації залежить від кута падіння сонячних променів і тому закономірно зональний.

На розподіл сонячної радіації впливають прозорість атмосфери,тривалість світлового дня і абсолютна висота місцевості.

Характер підстилаючої поверхні

Ґрунти, рослинність, сніг або вода неоднаково поглинають і відбивають сонячну радіацію. Це пояснюється характером підстилаючої поверхні, яка обмінюється теплом і вологою з атмосферою.

Доторкніться сонячного дня долонею до віконного скла, підвіконня або темної класної дошки. Ви відчуєте, що скло, подібно до атмосфери, залишається холодним, а темна класна дошка тепліша за підвіконня. Причина в тому, що прозоре скло пропускає проміння крізь себе і не нагрівається. Нагрівання непрозорих поверхонь залежить головним чином від їхнього кольору. Світла поверхня переважну кількість сонячної радіації відбиває (відбита радіація) і тому менше нагрівається. Темна ж, навпаки, поглинає енергію Сонця (поглинута радіація) тому більше нагрівається (мал.16).

Мал. 16. Альбедо різних ділянок земної поверхні

Здатність земної поверхні відбивати сонячну радіацію називається альбедо (з латинської — білизна). Альбедо — це відношення кількості відбитої сонячної радіації до сумарної, що надійшла на цю поверхню. Цей показник вимірюється у відсотках.

Альбедо підстилаючої поверхні залежить не тільки від кольору, а й від її вологості, шорсткості, прозорості.

За мал. 16 порівняйте відбиваючу здатність різних ділянок земної поверхні. Чому в Антарктиді протягом полярного дня лід не тане?

Поглинута підстилаючою поверхнею сонячна радіація перетворюється на тепло. Більшу частину тепла поверхня витрачає на випаровування, а меншу — на нагрівання грунту і приповерхневих шарів повітря.

Альбедо залежить переважно від кольору підстилаючої поверхні землі. Нагрівання земної поверхні та приповерхневих шарів повітря — від кількості поглинутої радіації.

ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

Назвіть головні причини нерівномірного розподілу сонячної радіації на Землі.
Найбільший кут падіння сонячних променів — на екваторі. Чому ж тропіки одержують більше сонячної радіації?
Чим відрізняється нагрівання суходолу від нагрівання водної поверхні?
Які наслідки неоднакового нагрівання земної поверхні?