Радиация коротковолновая

В атмосферных условиях озонное растрескивание происходит как вследствие воздействия озона, мигрирующего к поверхности земли из верхних слоев атмосферы, где он образуется под влиянием коротковолновой части солнечного излучения, так и озона, выделяющегося при окислении органических соединений, выбрасываемых в основном с выхлопными газами автомобилей. Озонное старение резин имеет место также вблизи работающей. электронной, особенно высоковольтной аппаратуры, источников радиации и т. д. Ускоренные испытания на стойкость к озонному растрескиванию весьма приблизительно позволяют судить о работоспособности резин в атмосферных условиях, так как в последнем случае процесс обычно ускоряется действием солнечного света. В этом отношении более совершенным является испытание на свето-, озоностойкость. [c.132]

Фотохимическая защита земной поверхности. В верхних слоях атмосферы за счет коротковолновой составной части солнечной радиации протекает фотохимический процесс образования озона (звездочкой отмечены возбужденные молекулы) [c.146]

Из спектральных данных отметим, что кислород имеет полосу поглощения в крайней ультрафиолетовой части спектра. Коротковолновые лучи также сильно поглощаются атмосферным озоном, который таким образом служит фильтром, поглощающим крайние ультрафиолетовые лучи солнечной радиации, особенно вредные для организмов (Моор). [c.517]

Уменьшение количества кислорода и рост содержания углекислого газа, в свою очередь, повлияют на изменение климата молекулы СО2 способствуют коротковолновому солнечному излучению проникать сквозь атмосферу Земли и задерживают инфракрасное излучение, испускаемое земной поверхностью. Возникает парниковый эффект , средняя температура планеты повышается и должна прогрессивно нарастать. Загрязнение атмосферы таит в себе и другую опасность - оно снижает количество солнечной радиации, достигающей поверхности Земли. По данным Национального центра США по изучению океана и атмосферы, над территорией этой страны с 1950 по 1972 г. солнечная радиация уменьшалась осенью на [c.153]

Источником почти всей энергии на Земле служит Солнце. Солнечная постоянная - полный поток радиации, поступающий за 1 мин на 1 см площади, перпендикулярной к направлению солнечных лучей, за пределами атмосферы, - равна 8,2 Дж/(см мин). Основное количество энергии Солнца поступает в виде коротковолновой радиации. [c.12]

Интерес к химическому составу и физико-химическим свойствам аэрозолей связан с их участием в ряде важнейших процессов, протекающих в атмосфере. В их числе прежде всего следует упомянуть влияние на формирование радиационного режима планеты. Аэрозоли, в зависимости от размера и состава частиц, вносят существенный вклад в отражение, рассеяние и поглощение коротковолновой радиации Солнца и восходящего потока теплового излучения подстилающей атмосферу поверхности. Поэтому изменение содержания взвешенных частиц в атмосфере может вызывать значительные климатические пертурбации. [c.118]

Из-за особенностей оптических свойств субмикронных частиц образованный ими слой Юнге оказывает существенное влияние на потоки коротковолновой солнечной и восходящей длинноволновой радиации. Поэтому увеличение слоя Юнге в результате возрастания антропогенных выбросов OS может заметно отразиться на климатической системе Земли. [c.139]

Образуется озон преимущественно в верхней стратосфере над экваториальным поясом. Однако здесь же с наибольшей скоростью происходит и его разрушение под действием коротковолновой радиации Солнца время жизни молекул О здесь на высотах около 40 км составляет всего лишь примерно три часа. В нижней стратосфере, куда озон попадает с нисходящими (довольно слабыми) потоками воздуха, время его жизни оказывается значительно большим, и он переносится с воздушными массами на большие расстояния. Максимальное время жизни озона (около 100 сут) характерно для стратосферы полярных районов. [c.227]

Содержание озона О3 в атмосфере Земли незначительно и составляет 4 10" (по объему), или 7,6 10 % (по массе) общая масса озона достигает 3,1 10 г. Озон образуется в атмосфере под действием электрических разрядов, синтезируется из кислорода под влиянием коротковолновой космической ультрафиолетовой радиации. В пределах атмосферы повышенные концентрации озона образуют озоновый слой, имеющий важное значение для обеспечения жизни на Земле. Границы слоя варьируют в зависимости от широты и времени года. Существенное влияние на мощность озонового слоя оказывает экологическое состояние планеты, степень ее загрязнения. Максимальная концентрация озона характерна для верхней приграничной зоны слоя, в пределах которой задерживается значительная доля УФ-излучения и происходит синтез молекул озона. Если бы коротковолновое УФ-из-лучение достигло биосферы при начальной интенсивности, это оказало бы губительное воздействие на живые организмы. Озоновый слой экранирует и защищает Землю от гибельного воздействия УФ-лучей. Но излишне высокое содержание озона также нежелательно, поскольку он может оказывать токсичное, разрушительное воздействие на живые организмы из-за высоких окислительных свойств. [c.81]

Надо сказать несколько слов о радиобиологии. Воздействие коротковолновой радиации на организм, клетки, надмолекулярные биологические структуры и биологические молекулы подлежит физическому истолкованию. Однако радиобиология изучает жизнь в аномальных условиях (если отвлечься от фона космической радиации). Это — специальная область, чрезвычайно развившаяся за последние десятилетия вследствие громадного ее [c.51]

Делокализация электронов в биополимерах возникает при возбуждении, вызванном поглощением света или коротковолновой радиации. Миграция энергии и электронов проявляется в оптических и биологических свойствах биополимеров. Однако в отсутствие излучения, в темновой биологии эти эффекты не возникают [59, 60]. [c.110]

Обобщена информация по микрофизическим и оптическим свойствам атмосферного аэрозоля. Предпринят анализ имеющихся моделей аэрозоля и выполнена разработка новых моделей, позволяющих учесть влияние специфики оптических свойств глобального аэрозоля, обусловленной различием механизмов генерации и стока тропосферных и стратосферных аэрозолей. На основе разработанных моделей глобального аэрозоля выполнено численное моделирование с целью анализа влияния аэрозоля на спектральное распределение и пространственную структуру полей коротковолновой и длинноволновой радиации. Обсуждена проблема радиационного теплообмена в замутненной атмосфере. [c.2]

В предлагаемой монографии обобщена накопленная в настоящее время информация по микрофизическим свойствам атмосфер-1 ого аэрозоля, дан анализ имеющихся моделей атмосферного аэрозоля и рассмотрены новые модели, которые позволяют учесть влияние различных механизмов генерации и стока тропосферных и стратосферных аэрозолей на оптические свойства глобального аэрозоля. На основе разработанных моделей глобального атмосферного аэрозоля выполнены теоретические исследования влияния аэрозоля на спектральное распределение и пространственную структуру полей коротковолновой и длинноволновой радиации и обсуждена проблема радиационного теплообмена в замутненной атмосфере. [c.5]

В главе 1 обобщаются сведения о пространственной структуре, микроструктуре и химическом составе атмосферного аэрозоля, образовавшегося в результате различных механизмов генерации. В главе 2 рассматриваются оптические характеристики нескольких типов атмосферного аэрозоля минерального (почвенно-эрозионного), морского солевого, аэрозолей газохимических превращений и водных солевых растворов для различных полидисперсных ансамблей. В главе 3 анализируются основные принципы и допущения замкнутого моделирования оптических характеристик аэрозоля с учетом его многокомпонентного химического состава и полидисперсной микроструктуры, регионального или зонального деления земного шара, сезонных и суточных вариаций, турбулентного обмена и смешивания воздушных масс, обусловленных особенностями циркуляции атмосферы. В главе 4 представлены имеющиеся и новые структурные и оптические модели атмосферного аэрозоля над континентами, морскими акваториями и океанами. Предложены модели атмосферного аэрозоля для прибрежных зон, районов умеренных широт, аридных и субаридных регионов, тропиков и Арктики. В главе 5 рассматривается применение разработанного моделирования для расчетов спектральных полей и пространственной структуры коротковолновой и длинноволновой радиации, а также для решения задач радиационного теплообмена в условиях замутненной атмосферы, продемонстрировано влияние аэрозоля на альбедо системы подстилающая поверхность—атмосфера, структуру радиационного баланса атмосферы и парниковый эффект. Обсуждены вопросы влияния промышленного и вулканического аэрозолей на климат. [c.5]

В табл. 2.17 затабулированы коэффициенты ослабления, рассеяния, поглощения и нормированная индикатриса рассеяния водяных капель с гамма-распределением числа частиц по размерам а=1, 6=9, с = 0,5. Водяные капли практически не поглощают коротковолновую радиацию, но довольно сильно поглощают инфракрасное излучение в областях спектра 2,7—3,9 мкм (с центром полосы поглощения 3 мкм) и A > 5,5 мкм. В дальней инфракрасной области спектра величина достигает максимума при К — [c.114]

Для решения задач переноса коротковолновой и длинноволновой радиации в атмосфере и лучистого теплообмена необходимы знания пространственной структуры аэрозольных образований и его временных вариаций. В связи с многообразием погодных условий и разнообразием процессов генерации частиц поле аэрозоля претерпевает значительные временные вариации как суточные, так и сезонные. Основные механизмы генерации аэрозоля рассмотрены в главе 1. Было показано, что в атмосфере существуют процессы генерации аэрозоля, которые в первом приближении можно считать независимыми, например процессы образования почвенно-эрозионного, морского аэрозолей и аэрозолей газохимического происхождения. Каждый процесс генерирует частицы определенного химического состава и в определенных границах распределения частиц по размерам. Под воздействием процессов диффузии, коагуляции и седиментации образующиеся аэрозоли имеют распределение по размерам, которые можно отнести к трем модам ядерной моде, аккумуляционной моде и моде крупных частиц (грубодисперсная фракция аэрозолей). [c.121]

Можно предположить, что существуют суточные вариации оптической плотности и вертикальной структуры в пределах зоны активного турбулентного обмена атмосферы. Исходя из механизма турбулентного обмена максимальная толщина аэрозоля в устойчивых погодных условиях может достигаться в послеобеденные часы в связи с сильным прогревом почвы над континентом. В этом случае высота 22 принимает максимальное значение. В ночные и ранние утренние часы верхние аэрозольные слои могут опускаться, увеличивая замутненность нижних приземных слоев атмосферы. Если в дневные часы поверхность является источником аэрозолей, то в ночные часы она может являться местом стока аэрозолей. В условиях отсутствия конденсационных процессов атмосферных паров Н2О ночная атмосфера должна содержать меньшее количество грубодисперсной фракции аэрозолей. Для средних летних условий оптическая толщина аэрозоля зоны активного турбулентного обмена над континентом составляет около 0,2—0,3. В ночных условиях наблюдается более высокая относительная влажность атмосферы, в связи с чем более сухой аэрозоль днем поглощает больше, чем агрегированный аэрозоль ночью, когда относительная влажность нередко достигает 100%. Поглощение коротковолновой радиации агрегированными частицами резко уменьшается, [c.127]

В крупных промышленных центрах туман может смешиваться с промышленным дымом, образуя смог [103]. Смоги обладают сильным токсическим воздействием и наносят огромный вред здоровью людей. Образованию смога в крупных промышленных районах способствуют сажистые частицы промышленного аэрозоля, которые являются ядрами конденсации. Обладая высокой поглощательной способностью, сажистые частицы, поглощая коротковолновую радиацию, создают температурную инверсию. Расчеты показали, что вблизи верхней границы промышленной дымки скорость нагрева атмосферы за счет поглощения коротковолновой радиации может составлять 10—15 К/сут, в то время как поглощение излучения подстилающей поверхностью уменьшается в 1,5 раза. Изменение структуры радиационного баланса в пограничном слое атмосферы и приводит к возникновению температурной инверсии. В результате резко уменьшается турбулентный массообмен и нарушается циркуляция воздуха над промышленным районом. В ночных условиях смог создает парниковый эффект, уменьшая степень радиационного выхолаживания подстилающей поверхности. Образующийся в результате растворения сернистого газа 502 в каплях тумана аэрозоль растворов серной кислоты обладает сильной поглощательной способностью в окне прозрачности 10 мкм атмосферы, что и определяет его парниковое воздействие. Смоги являются частым явлением над крупными промышленными центрами, такими, как Лос-Анджелес, Нью-Йорк, Лондон. [c.128]

СТРУКТУРЫ ПОЛЕЙ КОРОТКОВОЛНОВОЙ И ДЛИННОВОЛНОВОЙ РАДИАЦИИ В УСЛОВИЯХ [c.181]

Физические процессы трансформации в атмосфере полей коротковолновой и длинноволновой радиации существенно разли- [c.181]

СТРУКТУРА КОРОТКОВОЛНОВОЙ РАДИАЦИИ [c.183]

Угловое, высотное и спектральное распределения интенсивностей поля коротковолновой радиации определяются процессами отражения солнечного излучения подстилающей поверхностью, молекулярным и аэрозольным рассеянием радиации, молекулярным и аэрозольным поглощением коротковолновой радиации Солнца. В связи с изменением освещенности на верхней границе атмосферы в зависимости от угла визирования Солнца и вариациями оптической толщи аэрозоля, поглощательной способности газовых компонентов по линии визирования в зависимости от зенитного и азимутального углов наблюдения спектральные интенсивности коротковолновой радиации при фиксированном состоянии атмосферы в значительной мере будут определяться положением Солнца на небосводе. [c.183]

Вычисления спектральной и пространственной структуры полей коротковолновой радиации были выполнены с учетом молекулярного поглощения излучения всеми атмосферными газами (О2, Оз, Н2О, СО2, СО, СН4, NH3, N2O и др.) при детальном учете рассеяния излучения атмосферным аэрозолем, оптические характеристики которого были получены с помощью блока моделирования, входящего в единый комплекс программ по моделированию переноса коротковолновой и длинноволновой радиации в атмосфере. [c.187]

Спектральная структура поля коротковолновой радиации определяется рассеивающими свойствами аэрозольных образований, молекулярным поглощением излучения газовыми компонентами, отражательными свойствами подстилающей поверхности или облачности. В ближней инфракрасной области (2,5—4 мкм) спектры интенсивностей коротковолновой радиации перекрываются тепловым излучением системы подстилающая поверхность—атмосфера. На рис. 5.1 выделены вклады в суммарную интенсивность уходящей коротковолновой солнечной радиации над морем и собственного теплового излучения. Из рисунка видно, что в области спектра X < 2,5 мкм поле излучения определяется рассеянной коротковолновой радиацией, в то время как при X > 4 мкм поле излучения формируется процессами теплового переизлучения в атмосфере. Расчеты выполнены для модели морских тропиков. [c.187]

На рис. 5.2 иллюстрируются спектры интенсивностей восходящей коротковолновой радиации [50], вычисленные для различных типов подстилающей поверхности. Наименьшие значения спектральной интенсивности уходящей коротковолновой радиации наблюдаются над морскими акваториями вследствие небольших значений спектрального альбедо. В связи с у]меньшением спектрального альбедо при переходе от видимой к ближней ИК области при А, > 1 мкм интенсивность уходящей коротковолновой радиации быстро уменьшается, приближаясь к спектру интенсивности при альбедо 6=0 при сильно замутненной атмосфере. Как в видимой, [c.187]

Рис. 5.1. Сопоставление спектральных интенсивностей уходящей коротковолновой (/, 2) и длинноволновой (5) радиации над морскими акваториями при визировании в надир.

Рис. 5.2. Влияние альбедо подстилающей поверхности 6 на спек-тральную интенсивность уходящей коротковолновой радиации.

Воздух окружает все объекты окружающей среды, входит в их состав и тем самым имеет важное значение для всех жизненных процессов, протекающих в биосфере. Без земной атмосферы невозможно было бы возникновение жизни, потому что беспрепятственно падающая на поверхность Земли богатая энергией солнечная ра- диация вызвала бы денатурацию белковых веществ — носителей жизни всех организмов. Неизбежная смерть ожидает все жизненные формы, которые при переходе через слой земной атмосферы оказываются незащищенными от уничтожающего действия радиации коротковолновая, ультрафиолетовая часть радиации обладает летальным эффектом. Однако эта радиация в целом поглощается земной атмосферой и не доходит до поверхности нашей планеты. [c.127]

Под действием ультрафиолетового облучения кислород переходит в озон. Этим процессом объясняется образование в верх F иx слоях атмосферы озонового слоя, поглощаюптего ультрафиолетовое солнечное излучение. Благодаря этому коротковолновая часть солнечной радиации, опасная для живых организмов и растительности, не достигает земной поверхности. [c.51]

Образующийся озон Оз поглощает ультрафиолетовую радиацию с длиной волны 0,250—0,260 нм. При этом протекает следующая фотохимическая реакциия Оз + /гv = О + О2, вследствие чего коротковолновая часть солнечного излучения, губительно действующая на живые организмы, не доходит до земной поверхности. Таким образом происходит фотохимическая защита земной поверхности. [c.182]

Значительная часть коротковолновой радиации [450 ккал/ (см год)] достигает подстилающей поверхности и поглощается ею. Выделившаяся в результате этого энергия переизлучается в атмосферу в форме более длинноволновой ИК-радиации, а также расходуется на испарение воды и конвективное движение масс воздуха. На долю последних процессов в годовом исчислении приходится в сумме 300 ккал энергии. Вся она в конечном счете идет на разогрев атмосферы, поскольку затраченная на испарение воды теплота выделяется при конденсации. Таким образом, [c.15]

Гидроксильный и гидропероксидный радикалы. Гидроксильный радикал НО образуется в результате прямого фотолиза воды, однако этот процесс происходит только в верхних слоях атмосферы, поскольку требует участия коротковолновой радиации. Гораздо более значимым источником радикалов НО является взаимодействие метастабильного ьсислорода 0( В) с молекулой воды. Из уравнений (5.16) и (5.18) ясно, что далеко не все образующиеся при фотолизе озона атомы 0( В) расходуются в реакции (5.17). Для сопоставления эффективности взаимодействия с образованием гидроксила в сравнении с тушением метастабильного кислорода можно использовать отношение [c.159]

Верхние слои атмосферы отличаются от гомосферы, здесь гязы ионизированы. Ионизированные слои атмосферы, так называемая ионосфера, играют большую роль в жизни планеты в качестве экрана, задерживающего коротковолновую радиацию Солнца, смертельную для жизни. Во внешних слоях атмосферы в основном присутствуют гелий и водород, постепенно ускользающие из сферы притяжения Земли в космическое пространство. [c.255]

Увеличение модального радиуса частицы и числа крупных частиц приводит к увеличению поглощения излучения в участках спектра с малыми значениями мнимой части комплексного показателя преломления. Особенно ощутимо этот эффект проявляется в ультрафиолетовом и видимом диапазонах спектра. Сильное по-Iлощение излучения ультрафиолетового, видимого и ближнего инфракрасного диапазонов спектра грубодисперсной фракцией аэрозоля в условиях пылевых бурь оказывает сильное влияние на лучистый теплообмен тропосферы, так как пылевой аэрозоль поглощает солнечное излучение и уменьшает коротковолновую радиацию, достигающую подстилающей поверхности Земли. Расчеты [c.97]

Данные наблюдений свидетельствуют о большой изменчивости микрофизических свойств аэрозоля и, как следствие, его оптических характеристик. Существенно различны свойства аэрозолей, генерируемых различными процессами. В зависимости от типа и химического состава аэрозоля в значительной степени изменяются процессы его пространственно-временной трансформации. На первых этапах выявление воздействия аэрозоля на спектральную и пространственную структуры полей коротковолновой и длинноволновой радиации, вертикальных профилей спектральных и интегральных потоков, баланса и притока лучистой энергии должно базироваться на сравнительно простых моделях с их фиксированными свойствами. Однако уже в настоящее время возникает потребность в том, чтобы разработать модели формирования и трансформации аэрозоля с учетом его пространственно-временной изменчивости, влияния метеопараметров, а также динамики атмосферы. Несомненно, что такая задача может быть решена только с помощью ЭВМ, оптические характеристики аэрозоля на которой формируются программами аэрозольного блока , являющегося составной частью единой замкнутой системы численного моделирования радиационных процессов. [c.137]

Типичная микроструктура аэрозоля может быть описана бимодальным распределением с максимальными концентрациями в диапазоне радиусов частиц 1 —10 мкм и меньше 1 мкм. Перенос теплового излучения определяется главным образом влиянием крупнодисперсной фракции. Субмикронный аэрозоль доминирует как фактор поглощения коротковолновой радиации. Пока еще нет достаточных данных для суждения об изменении микроструктуры аэрозоля с высотой. Оценки массовой концентрации аэрозоля вблизи подстилающей поверхности, приводят к интервалу 30—3000 мкг/м . В работе [275] предлагается считать значение 300 мкг/м нормальным и принять его за единицу (Pi7i= 1). В таком случае рт=0,1 и рт= 10 соответствуют случаям слабой и сильной запыленности атмосферы. [c.150]

Выброс в стратосферу вулканического аэрозоля приводит к увеличению поглощения коротковолновой радиации, в то время как способность стратосферного аэрозоля поглощать длинноволновую радиацию уменьшается. Дальнейшая эволюция оптических свойств стратосферного аэрозоля происходит в результате газохимических превращений ЗОг с образованием аэрозоля Н2504. Микроструктура последнего зависит от мощности вулканических выбросов и может быть представлена суперпозицией двух гамма-распределений (кривые / и 5 на рис. 4.13 и 4.14). По мере старения вулканического аэрозоля происходит уменьшение поглоща- [c.178]

Расчет поля излучения в атмосфере для заданной модели атмосферы представляет прямую задачу и для своего решения требует сведений по спектральным характеристикам поглощения и рассеяния излучения в диапазоне спектра по всем высотам в атмосфере. При решении задач расчета поля излучения используется математический аппарат теории переноса излучения. К настоящему времени предложены и разработаны различные аналитические, полуаналитические и численные методы [58, 69, 76. Современные наиболее точные численные методы расчета спектральных интенсивностей излучения (методы сферических гармоник, метод Монте-Карло) могут быть реализованы при любой степени детализации оптических свойств атмосферы и подстилающей поверхности. Применение их для расчетов спектральных полей излучения не рационально в связи с огромными затратами машинного времени и трудностей учета сферичности Земли, рефракции луча радиации в атмосфере, молекулярного поглощения излучения атмосферными газами. Применение сложных точных численных методов расчета спектральных интенсивностей коротковолновой радиации возможно только для простейших моделей поглощающей и рассеивающей излучение атмосферы. В настоящее время более важно учесть вариации оптических характеристик атмосферы с высотой и с изменением метеосостояния атмосферы. Для земной атмосферы основные закономерности спектральной и пространственной структуры поля коротковолновой радиации можно получить, выполнив расчеты полей излучения в приближении однократного рассеяния по методике [49], которая излагается ниже. [c.183]