Особенности солнечной радиации у земной поверхности в Зауральском регионе Республики Башкортостан

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОе ГОСУДАРСТВЕННОе БЮДЖЕТНОе

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«башкирский государственный университет»

сибайский институт (филиал)

 

 

естественно-математический факультет

Кафедра экологии

 

 

Курсовая работа по дисциплине

 «Климатология с основами  метеорологии»

на тему: Особенности солнечной радиации у земной поверхности в

               Зауральском регионе

               Республики Башкортостан

 

 

Выполнила:

 Салихова А.Н,

студентка 1 курса,

 направление «География»

 

Научный руководитель:

к.б. н., доцент Аминева А.А.

 

 

 

 

Сибай 2012

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………….........4

ГЛАВА I. СОЛНЕЧНАЯ РАДИАЦИЯ

1.1. Определение «Радиация»……………………………………......5

1.2. Солнце – источник радиации…………………………………....5

1.3. Влияние солнечной радиации на биосферу…………………....6

1.4. Спектральный состав солнечной радиации …………………...7

1.5. Биологическое значение видимого участка спектра………......8

1.6. Радиационный баланс и его составляющие………………..….10

1.7. Составляющие солнечного баланса………………………..…..10

1.8. Виды радиации……………………………………………….....12

1.9. Приборы для измерения радиации………………………….....14

ГЛАВА II. ПРИРОДНО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН

2.1. Географическое положение ………………………………..…..15

2.2. Геологическое строение……………………………………..….16

2.3. Климат республики……………………………………….…….18

2.4. Водные ресурсы…………………………………………………20

ГЛАВА III. ПРИРОДНО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА г.СИБАЙ

3.1. История развития г.Сибай ………………………………….….21

3.2. Географическое положение г.Сибай……………………….….22

3.3. Климат города…………………………………………………..22

ГЛАВА IV. ОСОБЕННОСТИ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ У ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ В ЗАУРАЛЬСКОМ РЕГИОНЕ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН (НА ПРИМЕРЕ г. СИБАЙ)

4.1 Годовой ход продолжительности солнечного сияния (часы)...26

4.2 Годовой ход повторяемости  пасмурного состояния неба по  

общей облачности (в баллах)……………………………………….28

4.3 Годовой ход повторяемости  пасмурного состояния неба по 

общей облачности (%)………………………………………………29

4.4 Число дней без солнца (год)……………………………………32

4.5 Число ясных и пасмурных  дней по общий облачности (год)...34

ВЫВОДЫ………………………………………………………………..37

ЛИТЕРАТУРА…………………………………………………………..38

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Радиация - обобщенное понятие. Оно включает различные виды излучений, часть которых встречается в природе, другие получаются искусственным путем.

Солнечная радиация, достигающая поверхности Земли, является основным источником энергии для поддержания теплового баланса планеты, водного обмена организмов, создания и превращения органического вещества автотрофным звеном биосферы, что в конечном итоге делает возможным формирование среды, способной удовлетворять жизненные потребности организмов.

Цель работы – определить особенности солнечной радиации в Зауральском регионе Республики Башкортостан

Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи:

1. продолжительности солнечного сияния с 2008 по 2010 гг.
2. определить повторяемость пасмурного состояния неба
3. дней без солнечного сияния

    Актуальность исследования солнечного сияния:

В настоящее время не только специалисты в области физики Солнца, климатологи и исследователи во многих смежных областях, но и большинство населения нашей планеты осознали влияние солнечной активности на многие процессы, идущие на Земле, непосредственно определяющие условия жизни и здоровье людей. Пример проблемы, выходящей на первый план для всего человечества – возможное потепление климата в долговременной перспективе (в масштабах столетий и тысячелетий) и краткосрочном прогнозе (в течение десятилетий).

 

 

 

 

 

Глава I. Солнечная радиация

 

1.1 Определение «Радиация»

 

В метеорологии термин «радиация» означает электромагнитное излучение, к которому относят видимый свет, ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, но не включают радиоактивное излучение.

Энергия, излучаемая Солнцем, носит название солнечной радиации. Поступая в землю, солнечная радиация в большей своей части превращается в тепло.

 

1.2 Солнце - источник радиации

 

Согласно современным научным данным наш источник радиации - Солнце - представляет собой гигантский газовый шар диаметром 1,39 млн. км, масса-1,989×1030 кг. Возраст Солнца оценивается в 5-4,5 млрд. лет. Среднее расстояние от Земли до Солнца равно 150 млн. км. Основное   вещество, образующее Солнце,- водород. На его долю приходится 71% массы светила. Почти 27% принадлежит гелию, остальные 2% приходятся на более тяжелые элементы: углерод, азот, кислород, металлы. Солнце имеет слоистое строение. Выделяют три внутренние и три внешние оболочки. К внутренним оболочкам относятся ядро, зона лучистой передачи энергии и конвективная зона. Внешние оболочки образуют атмосферу Солнца, к ним относятся фотосфера, хромосфера и солнечная корона (Савцова, 2003).

Ядро - центральная область Солнца. Температура в ядре предположительно достигает 10-15 млн К, давление – 300*1014  Па.

Фотосфера – первая оболочка Солнца. Температура фотосферы уменьшается от 8000 К. Средняя температура поверхности Солнца принимается за 6000 К.

Хромосфера – вторая оболочка атмосферы Солнца. При полном солнечном затмении у самого края солнечного диска видно розовое кольцо – это хромосфера. В хромосфере наблюдается повышение температуры от 6000 до 10 000 К.

Солнечная корона – внешняя атмосфера Солнца. Она образована наиболее разреженным ионизированным газом. На солнечном диске даже невооруженным глазом видны черные образования – солнечные пятна. Это участки поверхности Солнца с температурой на 1000-1500 К ниже. Солнечные пятна непостоянны. Солнечные пятна обычно образуются по обе стороны от экватора до 30-400 широты. Вокруг темных пятен часто образуются светлые области с температурой на 1000-1500 К выше, чем в фотосфере. Эти области носят название факелов. Их продолжения в хромосферу называются флоккулами, а в солнечной короне – протуберанцами. Протуберанцы имеют самую в форму, вещество в них может двигаться как вверх, так и в обратном направлении.                     Солнечные пятна и факелы – активные участки поверхности Солнца. Солнце излучает энергию, которая составляет 3,88*1026 на Землю поступает одна двухмиллиардная часть всего солнечного излучения. В центре Солнца, как уже отмечалось, излучаются гамма-лучи. Затем они трансформируются в рентгеновские (Савцова, 2003).

 

1.3 Влияние солнечной радиации на биосферу

 

Солнечная радиация является единственным источником энергии для Земли и атмосферы (Матвеев, 1984). Солнечные лучи, проходя через солнечную атмосферу, вызывают многие явления. Во-первых, вследствие их рассеивания наблюдаются голубой цвет неба, сумерки, красный цвет Солнца у горизонта. Во-вторых, солнечная радиация неравномерно нагревает поверхность суши и Мирового океана. Под действием солнечной радиации испаряется огромное количество воды с поверхности водоемов, почвы, растений.

Солнечная энергия – источник жизни на Земле. Связывающим лучистую энергию Солнца с жизнью человека, является зеленое растение. Количество энергии, посылаемой от Солнца на Землю, огромно. Солнечная энергия — это наиболее чистый и неисчерпаемый источник энергии. От Солнца исходят тепло, свет и прочие виды излучения. Солнечное излучение содержит колоссальные запасы энергии и отвечает почти за все естественные процессы на нашей планете. Солнечную энергию можно разделить на две категории: тепловую и световую. Солнечный свет – незаменимый фактор жизни растений и животных. Поэтому живые организмы чутко реагируют на изменение интенсивности солнечной радиации и ее спектрального состава, на продолжительности дня. Интенсивностью солнечной радиации определяется характер растительности. Благодаря различной интенсивности радиации все формы растительности делят на светолюбивые и теневыносливые.

Солнечная радиация влияет на химический состав растений. (Например, сахаристость свеклы и винограда тесно связаны с числом солнечных дней; сахаристость яблок с интенсивностью солнечной радиации) (Чирков, 1975).

 

1.4 Спектральный состав солнечной радиации

 

Спектр – это разложение света на составные части, лучи разных цветов.

Солнечный спектр делится на три части: ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную. При положении Солнца в зените на видимую часть приходится 48% всей поступающей солнечной радиации, на инфракрасную 45%, на ультрафиолетовую 7% (Чирков, 1975. При положении Солнца у горизонта ультрафиолетовая радиация отсутствует, а весь поток состоит только из видимой (28%) и инфракрасной (72%) радиации

1.5 Биологическое значение видимого участка спектра

 

Видимый участок спектра - специфический раздражитель органа зрения. Свет необходимое условие работы глаза, самого тонкого и чуткого органа чувств. Свет дает примерно 80% информации о внешнем мире. В этом состоит специфическое действие видимого света, но еще общебиологическое действие видимого света: он стимулирует жизнедеятельность организма, усиливает обмен веществ, улучшает общее самочувствие, влияет на психу эмоциональную сферу, повышает работоспособность. Свет оздоравливает окружающую среду. При недостатке естественного освещения возникают изменения со стороны органа зрения. Быстро наступает утомляемость, снижается работоспособность, увеличивается производственный травматизм. На организм влияет не только освещенность, но и различная цветовая гамма оказывает различное влияние на психу эмоциональное состояние. Наилучшие показатели выполнения работы были получены препарат желтом и белом освещении. В психофизиологическом отношении цвета действуют противоположно друг другу. Было сформировано 2 группы цветов в связи с этим:

 1) теплые тона - желтый, оранжевый, красный 2) холодные тона - голубой, синий, фиолетовый. Холодные и теплые тона оказывают разное физиологическое действие на организм. Теплые тона увеличивают мускульное напряжение, повышают кровяное давление, учащают ритм дыхания. Холодные тона наоборот понижают кровяное давление, замедляют ритм сердца и дыхания. Это часто используют на практике: для пациентов с высокой температурой больше всего подходят палаты, окрашенные в лиловый цвет, темная охра улучшает самочувствие больных с пониженным давлением. Красный цвет повышает аппетит. Более того, эффективность лекарств можно повысить, изменив цвет таблетки. Больным, страдающим депрессивными расстройствами давали одно и то же лекарство в таблетках разного цвета: красного, желтого, зеленого. Самые лучшие результаты принесло лечение таблетками желтого цвета.

Цвет используется как носитель закодированной информации, например, на производстве для обозначения опасности. Существует общепринятый стандарт на сигнально - опозновательную  окраску: зеленый - вода, красный - пар, желтый - газ, оранжевый - кислоты, фиолетовый - щелочи, коричневый - горючие жидкости и масла, синий - воздух, серый - прочее.

С гигиенических позиций оценка видимого участка спектра проводится по следующим показателям: отдельно оценивается естественное и отдельно искусственно освещение. Естественное освещение оценивается по 2 группам показателей: физические и светотехнические. К первой группе относится:

1. световой коэффициент - характеризует собой отношение площади застекленной поверхности окон к площади пола.

2. Угол падения - характеризует собой под каким углом падают лучи. По норме минимальный угол падения должен быть не менее 270.

3. Угол отверстия - характеризует освещенность небесным светом (должен быть не менее 50). На первых этажах ленинградских домов - колодцев этот угол фактически отсутствует.

4. Глубина заложения помещения -- это отношение расстояния от  верхнего края окна до пола  к глубине помещения (расстояние от наружной до внутренней стены).

 

 

 

 

 

 

 

1.6 Радиационный баланс и его составляющие

 

Солнечная радиация, достигшая поверхности Земли, частично отражается от нее, а частично поглощается Землей. Воздушная оболочка Земли поглощает 15—20% радиации, приходящей от светила. Однако Земля не только поглощает радиацию, но и сама излучает ее в окружающую атмосферу. Атмосфера, поглощая некоторую часть излучения земной поверхности, сама тоже излучает инфракрасную радиацию. Большая часть этого излучения атмосферы направлена к земной поверхности. Она называется встречным излучением атмосферы. Разность между приходящими к деятельному слою Земли и уходящими от него потоками лучистой энергии называется радиационным балансом деятельного слоя. Радиационный баланс состоит из коротковолновой и длинноволновой радиации. Он включает в себя следующие элементы, называемые составляющими радиационного баланса: 1) прямая радиация; 2) рассеянная радиация; 3) отраженная радиация; 4) длинноволновое излучение Земли; 5) длинноволновое встречное излучение атмосферы (Полякова, Кашарин, 2004).