Солнечное и земное излучение

Рис. 21.14. Упрощенная схема кругооборота кислорода в природе с указанием некоторых про-стейщих реакций с его участием. Важнейшим источником кислорода служит земная атмосфера. Часть О2 образуется в верхних слоях атмосферы в результате диссоциации Н2О под действием солнечного излучения. Часть О, выделяется зелеными растениями в процессе фотосинтеза из Н2О и СО2. В свою очередь атмосферный СО2 образуется в результате реакций горения, дыхания животных и диссоциации бикарбонат-иона в воде. Атмосферный О2 расходуется на образование озона в верхних слоях атмосферы, окислительные процессы выветривания горных пород, в процессе дыхания животных и в реакциях горения.

Рис. 1Х-2. Солнечное / [1] и земное 2 излучение за пределами земной атмосферы (а) и коэффициенты поглощения компонентов атмосферы (б) [3] (земное излучение рассчитано автором при условии, что Земля — абсолютно черное тело с определенной эффективной температурой и интегральной энергией, соответствующей данным [2]),

Различие в отражательной способности материалов земной поверхности определяет температуру последней. В жаркий день намного приятней идти босиком по вспаханному полю, чем по асфальту. Первое отражает почти 30% солнечных лучей, второй — почти ничего. Чистый снег отражает около 95% солнечного излучения, в то время как отражательная способность леса очень низка. [c.400]

Поток солнечной энергии достигает поверхности Земли с интенсивностью приблизительно 40 ккал/м в 1 мин. Полагая, что средняя длина волны солнечного излучения равна 550 нм, определите, сколько фотонов попадает на 1 земной поверхности каждую минуту. [c.66]

Е — электродвижущая сила 0 — плотность потока излучения абсолютного черного тела ц — отраженное излучение —солнечное излучение т—земное излучение —плотность потока излучения первого тела 2 — плотность потока излучения второго тела Еп — плотность потока излучения п-го тела Ер, — отраженное излучение 5, —спектральная плотность потока излучения [c.5]

Р — коэффициент, безразмерный Ра—угловой коэффициент, безразмерный Рац, Ра2 — угловые коэффициенты между телами 1 и 2 (2 и 1) соответственно Рт, Рв, Р , 5 — угловые коэффициенты для падающих на космический корабль потоков земного излучения, солнечного излучения, отраженного Землей, и прямого солнечного излучения приведенная степень черноты. [c.5]

Земное излучение. Кажущаяся наблюдателю из космоса температура земной поверхности может быть рассчитана из рассмотрения энергетического баланса солнечного излучения, падающего на Землю и излучения Земли как диффузного черного тела. Если через а обозначить земное альбедо, т. е. отношение отраженной части энергии излучения [c.47]

Другие источники энергии. Все тела, находящиеся в космическом пространстве, вносят свою долю в энергию излучения, падающую на поверхность космического корабля. На достаточно больших расстояниях от Земли значение плотности галактического лучистого потока можно взять равным 7,14-10 Вт/м [30]. Это значение существенно меньше плотности потоков солнечного и земного излучения. Рассмотрим тело массой М. Пусть эта масса с относительной скоростью V неупруго соударяется с космическим кораблем. Согласно закону сохранения энергии кинетическая энергия тела непосредственно в момент соударения должна превращаться в тепло. Кинетическая энергия тела массой М равна [c.51]

Солнечное и земное излучение [c.484]

Многие земные явления люди с древних времен связывали с солнечным излучением. Активность Солнца во многом определяется пятнами, наблюдаемыми на его поверхности. Число пятен изменчиво. Чтобы предсказывать земные явления, а не только констатировать их связь с активностью Солнца, необходимо было научиться прогнозировать число и размеры солнечных пятен. Эта задача, одна из ключевых в астрономии, была решена в 1851 г., когда немецкий ученый Швабе объявил, что изменения в числе солнечных пятен наступают периодически — раз в десять лет. В 1857 г. Лондонское астрономическое общество присудило Швабе золотую медаль. Президент общества по этому случаю сказал Двенадцать лет он (Швабе) потратил на удовлетворение своих собственных интересов, шесть следующих лет на удовлетворение интересов человечества и, наконец, еще тринадцать лет на убеждение человечества. В течение тридцати лет Солнце никогда не появлялось над Де- [c.211]

Солнечное излучение вместе с земной атмосферой поддерживают на нашей планете климат, пригодный для жизни. Атмосфера дает кислород, которым мы дышим, и делает выдыхаемый углекислый газ пригодным для фото- [c.396]

На рис. VI. 12 показано, как расходуется солнечная энергия, попадающая в земную атмосферу. Часть падающего излучения никогда не достигает земной поверхности. Она отражается в космос облаками и частицами в атмосфере. Небольшая часть излучения отражается также снегом, песком, бетоном. Такой отражаемый свет позволяет видеть освещенную поверхность Земли из космоса. [c.398]

Климат зависит не только от взаимодействия солнечного излучения с атмосферой. На него влияют также вращение Земли (вызывающее смену дня и ночи и влияющее на розу ветров), движение вокруг Солнца (вызывающее смену времен года), неравномерное распределение солнечной радиации по земной поверхности (влияющее на розу ветров) и различные термические свойства материалов поверхности Земли. В следующем разделе мы рассмотрим влияние последнего фактора. [c.400]

Органические соединения в природе образуются в процессе фотосинтеза из диоксида углерода и воды. Этот процесс протекает в зеленых растениях под действием солнечного излучения, поглощаемого хлорофиллом. В результате фотосинтеза возникли и ископаемые источники энергии, и химическое сырье, т. е. уголь, нефть и природный газ. Однако органические соединения должны были существовать на Земле и до возникновения жизни, которая не могла появиться без них. Так как в первичной земной атмосфере присутствовали прежде всего водород и вода, а также оксид углерода, азот, аммиак и метан, а кислорода не было, то еще около 2 млрд. лет назад она имела восстановительный характер и в существовавших условиях (сильное радиоактивное излучение земных минералов и интенсивные атмосферные разряды) в ней могли протекать реакции типа [c.9]

Природные ресурсы. Кислород — наиболее распространенный элемент, его содержание в земной коре составляет 47,0% (масс.) или 55% (ат.). Обычными природными соединениями кислорода являются Н2О, 5102, силикаты и алюмосиликаты. В свободном состоянии кислород О2 находится в воздухе [20,99% (об.) или 23% (масс.)]. Кроме О2, в верхних слоях атмосферы находится озон Оз максимум концентрации Оз находится на высоте 25 км. Этот озоновый слой образовался из О2 под действием ультрафиолетового излучения Солнца. Если бы содержащийся в атмосфере озон находился при атмосферном давлении, то толщина его слоя составила бы около 3 мм. Озоновый слой очень важен, он задерживает жесткое солнечное излучение, длительное воздействие которого смертельно для всех организмов. [c.436]

НИЯ при 430 нм), а отражает зеленый свет. Поглощенная хлорофиллом солнечная энергия в результате сложной последовательности реакций превращается в химическую энергию. Запасенная таким образом энергия расходуется затем на смещение реакции (25.1) вправо в направлении, в котором она чрезвычайно эндотермична. Таким образом, фотосинтез растений-это природный механизм преобразования солнечной энергии, от которого зависит поддержание жизни всех биологических систем в земных условиях. Пшеничное поле в летний сезон превращает несколько процентов падающего на него солнечного излучения в растительное вещество. Подсчитано, что если бы в Соединенных Штатах приблизительно на 6% возделываемых земель были созданы оптимальные условия для роста растений, они смогли бы получить столько энергии, чтобы удовлетворить все энергетические потребности современного общества. [c.443]

Содержащийся в воздухе водяной пар (наряду с углекислым газом) играет громадную роль в тепловом балансе земной поверхности он пропускает большую часть солнечных лучей, но в значительной степени задерживает обратное тепловое излучение Земли и таким образом способствует сохранению ею тепла. [c.144]

За счет этой реакции озон /настолько сильно поглощает ультрафиолетовое излучение, что практически вся эта часть солнечного спектра не достигает поверхности Земли. Как известно, ультрафиолетовое излучение за счет фотохимического действия разрушает многие органические молекулы, необходимые в жизненных процессах, и если бы ультрафиолетовое излучение Солнца не задерживалось озоновым слоем и достигало земной поверхиости, то жизнь в ее современных формах была бы невозможна. [c.564]

Из всего спектра электромагнитного излучения глаз человека способен воспринимать лишь его небольшую видимую часть с длинами волн от 400 до 800 нм. Ультрафиолетовая область спектра простирается от 1 до 400 нм, однако, поскольку компоненты земной атмосферы поглощают излучение с длиной волны ииже 200 нм, под термином ультрафиолетовые лучи (или просто ультрафиолет ) обычно понимают излучение с длиной волны от 200 до 400 нм (более правильное название этой части спектра — ближняя ультрафиолетовая область). Для изучения области спектра от 1 до 200 нм необходимо использовать вакуумированные устройства, отсюда ее название область вакуумного ультрафиолетового излучения (или дальняя ультрафиолетовая область ). Солнечная радиация состоит в значительной степени [c.515]

Частицы аэрозоля оседают в земной атмосфере под действием собственного веса. Рассмотреть этот процесс, предполагая, что частицы имеют форму сфер диаметром 100 мкм, их, плотность равна плотности известняка, а плотность потока солнечного излучения составляет 800 Вт/м . Принять коэффициент поглощения а.р равным 0,9. [c.663]

Рассеянные элементы способны концентрироваться в растениях, водоемах и почве. В организм человека они могут поступать с продуктами питания, питьевой водой и воздухом. Опасными загрязнениями окружающей среды стали радиоактивные в-ва, образующиеся в результате ядерных взрывов, аварий на АЭС (напр., на Чернобыльской), развития ядерной энергетики. Вследствие накопления загрязнений, в первую очередь нек-рых хладонов, в атмос ре происходит разрушение озонового слоя, предохраняющего земную пов-сть от коротковолнового солнечного излучения. [c.429]

Максимум излучения в солнечном спектре лежит в желто-зеленой области видимого интервала длин волн (559 - 571 нм). Эта область практически не поглощается СО,. Нагретые поверхности отдают тепловую энергию снова в атмосферу в виде длинноволнового излучения, которое интенсивно поглощается молекулами СО,, что препятствует рассеиванию тенла, излучаемого Землей, затрудняет охлаждение земной поверхности и вызывает общее повышение температуры. [c.30]

Со времени открытия 5-минут1шх колебаний Солнца они интенсивно изучаются многими группами исследователей [42]. При наблюдениях период 5-минутных колебаний подвергается случайным флуктуациям в диапазоне примерно 3-7 мин. Такие кажущиеся флуктуации периода являются результатом интерференции большого числа колебаний разных частот со, с различшзш горизонтальным волновым числом К и различными амплитудами. Наблюдения с высоким пространственным и временным разрешением определили спектр мощности периодического сигнала в координатах К , ш в виде отчетливо разделенных полос. Наблюдаемые колебания захватывают лишь внешние слои конвективной зоны, но потенциально несут информацию о строении Солнца вплоть до ее нижней границы, которая определяется условием конвективной устойчивости. Собственные колебания Солнца с периодами 7-70 мин были зарегистрированы в периоды 41 мин в записях солнечного микроволнового излучения 50 мин в разности интенсивностей солнечного радиоизлучения на двух близких частотах при изучении более длинных записей этот период распался на два -около 57 и 33 мин в среднем поле скоростей в фотосфере были зарегистрированы колебания с периодом примерно 40 мин в доп-леровском смещении солнечной линии поглощения уста1ювлены колебания с периодами 58 и 40 мин в верхних слоях земной атмосферы с периодами 11,7 0,1 12,7 0,1 15,8 0,2 23,2 0,2 33 1 мин были обнаружены вариации потока гамма-квантов. Наиболее детальные результаты получены Хиллом и его коллегами [44]. [c.67]

По, содержанию натрия в ркеанах По рсадконакоплению По солнечно>1у излучению По температуре в, земной коре По радиоактивности -горных пород По отношению свинец/уран, в земной коре [c.993]

На стр. 131 уже были описаны лабораторные измерения поглощения инфракрасного излучения дымом и капельками воды. Специфические эффекты, происходящие в атмосфере, рассмотрены в обзоре Шеппарда , в котором приведены результаты измерений индикатрис рассеяния и пропускания света в нижнем километровом слое загрязненной атмосферы (см. стр. 403). Шеппард прищел к выводу, что в этом слое может рассеиваться более 30%, а поглощаться более 25% солненного света. Вероятно, меньше половины рассеянного света теряется для атмосферы за-счет рассеяния вверх. Земное излучение, возникающее в атмосфере и на поверхности земли, по-видимому, заметно поглощается атмосферным аэрозолем даже в сельских районах и гораздо больше в Лондоне. Усиленное поглощение солнечного света атмосферными аэрозолями компенсируется в этом слое увеличением излучения самой атмосферы. [c.375]

Эффективн9сть стабилизирующего действия УФ-абсорберов определяется в значительной степени диапазоном поглощаемых длин волн. Многие распространенные светостабилизаторы, обеспечивающие защиту полимера от солнечной радиации у поверхности земли, малоэффективны против ультрафиолетовых лучей с меньшими длинами волн. Земная атмосфера не пропускает коротковолновую часть солнечного УФ-излучения (А, = 200—290 ммк . [c.140]

Подобно углекислому газу и водяным парам атмосферы ведет себя обычное стекло. При этом оно не только само поглощает тепловое излучение Земли, но и изолирует прилегаюищй к ней сло1( атмосферы. Тем самым создается возможность без применения искусственного отопления поддерживать в оранжереях и парниках температуру значительно более высокую, чем в окружающем воздухе. Еще лучшие результаты в том же направлении дают прозрачные пленки из ацетилцеллюлозы и некоторых других пластмасс. Изыскание веществ и материалов, характеризующихся резко различным отношением к поглощению солнечного и земного излучения, составляет одну из важных научно-технических задач, так как позволит максимально использовать солнечную энергию и рационально разрешить ряд проблем народного [c.89]

Очевидно, что энергия, достигающая поверхности Земли, в некоторой степепи исчерпана из-за прохождения через атмосферу — слой воздуха, ныли, водяного нара и двуокиси углерода толщиной в 150 км. Пыль, водяной пар и двуокись углерода способны поглощать лучистую энергию. Однако поглощающее действие газов уменьшается ввиду того, что большая часть солнечного излучения, испускаемая при 6000° С, приходится па меньшие длины волн, чел1 диапазоны поглощения двуокиси углерода и воды, так что газы атмосферы почти прозрачны для солнечного излучения. Однако на излучение Земли они оказывают воздействие. Температура земного излучения намного ниже, чем температура Солнца, поэтому само излучение происходит при больших длинах волн. Эти длины волн перекрывают спектры поглощения двуокиси углерода и водяпого пара, так что значительная часть земного излучения поглощается атмосферой и вновь излучается на зедшю. Это явление обычно называют эффектом оранжереи , так как прохождение солнечной энергии сквозь стекло и последующее отражение от стекла вторичного излучения, направленного из оранжереи, содействует поддержанию в ней надлежащей телшературы в холодную погоду. [c.405]

Температуру поверхности в каждой точке рассчитывали по балансу потоков солнечного и земного излучения и локальных турбулентных потоков скрытого тепла. Для того чтобы учесть механизм обратной связи для снего- и ледообразования, предложенный Будыко [21], изучили влияние выпадающих снега и дождей на образование морского льда. Затем по методу, предложенному в работе [21], учитывали радиационный эффект льда и снега — альбедо. [c.255]

Примерно половина солнечной энергии поглощается, нагревая атмосферу, океаны и континенты. Все тела с температурой выше абсолютного нуля излучают энергию, количество которой зависит от их температуры. Земная поверхность переизлучает большую часть поглощенной энергии, но не на исходной, а на меньшей частоте - в ИК-области спектра. Это возвращаемое излучение играет исключительно важную роль в поддержании баланса энергии на Земле. Его фотоны, обладающие более низкой энергией, чем исходные, легче поглощаются атмосферой и таким образом ее нагревают. [c.398]

Поглощение и излучение энергии диоксидом углерода и другими веществами вызывает так называемый парниковый эффект, поскольку он напоминает метод сохранения тепла в теплицах в солнечный день. Планета Венера — пример действия парникового эффекта. Ее атмосфера в основном состоит из диоксида углерода, который предотвращает потерю ИК-излучения, из-за чего поддерживается теплопой баланс планеты при температуре гораздо выше земной. [c.399]

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]

На долю инфракрасных лучей приходится около 50% всей доходящей до З мли солнечной энергии, и они имеют основное значение для жизни растений. Лучи этц почти не задерживаются туманом, что позволяет, в частности, фотографироват земную поверхность сквозь облачный покров (рис. 11-11). Инфракрасные лучи испускаются всяким нагретым предметом, в том числе каждым теплокровным животным (характерные длины волн порядка 0,01 мм). Исследованием, проведенным на гремучих змеях, было выяснено, что они имеют в передней части головы специальные тепло-чузстнительные органы и при охоте руководствуются главным образом тепловым излучением своих жертв. Высокочувствительные приемники в инфракрасном диапазоне улавливают разности температур до тысячных. долей градуса. Такое тепловидение позволяет решать ряд важных задач — от медицинской диагностики некоторых заболеваний др точного определения местонахождения самолетов в полной темноте. [c.43]

Среднее содержание озона в воздухе у земной поверхности составляет обычно от С,01 до 0,06 мг/м" Общее его содержание в атмосфере соответствует слою газа ТО.ПЩИНОЙ приблизительно в 3 мм (при нормальном давлении). Основная масса озона сосредоточена в высоких слоях воздуха (10—30 кл ), где он образуется из кис-Л0430да под действием ультрафиолетовых лучей Солнца с длиной волны до 1850 А. Более длинные волны (2000—3200 А с максимумом действия при 2550 А) вызывают, наоборот, распад озона. Таким образом, в атмосфере существует подвижное равновесие между процессами образования и распада озона, на поддержание которого затрачивается около 5% всей идущей к Земле солнечной энергии. Поглощение озоном коротковолнового излучения Солнца имеет очень большое биологическое значение если бы эти жесткие лучи свободно достигали земной поверхности, они быстро убили бы нею жизнь на ней. [c.52]

Водород — составная часть воды, своеобразной жизненной среды с молекулами, составленными из двух кайносимметриков, а потому особо устойчивыми термодинамически воды, имеюш,ей в своих молекулах значительный дипольный момент, содействующий образованию межмолекулярных связей, которым способствует и сетка водородных связей, устанавливающихся в тетраэдрически (симметрия р ) структурированной жидкой воде, а также имеющих большое значение для структурирования белков и нуклеиновых кислот. Особенно важными свойствами, порождающими электролитическую диссоциацию и многие другие важные для жизни явления, обладает вода в узком интервале температур от 0° С до примерно 60—100° С, т. е. в области, удобной для эволюции жизни с сохранением наследственности и тонкой психической информации (память). В условиях получения землей солнечной энергии и охлаждения земной поверхности путем излучения инфракрасных квант в мировое пространство вода легко конденсируется, образуя океан, чему помогает межмолекулярное притяжение дипольных молекул НаО друг к другу. [c.356]

Подходы Н.х.к. плодотворны для описания мн. прир. процессов. Так, на больших высотах в атмосфере в дневное время суток под действием солнечной радиации происходит эндотермич. диссоциация Oj и Nj, а в ночное время преобладают обратные процессы с выделением аккумулированной солнечной энергии. Ниже (на высотах 25-35 км) (Армируется озонный слой. Во всех процессах, от к-рых зависит состав верх, слоев атмосферы, тепловой режим Земли, климат и погода, спектр, состав излучения у земной поверхности и т.п., важную роль играют возбужденные состояния молекул и атомов, их повышенная реакц. способность. Во многом благодаря неравновесному характеру хим. процессов в верх, слоях атмосферы при очень небольшом числе элементов возникает необычайное многообразие наблюдаемых прир. явлений. [c.219]

Возникновение органнческкх соединений. Большинство орг. соед. в природе образуется в процессе фотосинтеза из диоксида углерода и воды под действием солнечного излучения, поглощаемого хлорофиллом в зеленых растениях. Однако орг. соед. должны были существовать на земле и до возникновения жизни, к-рая не могла появиться без них. Первичная земная атмосфера около 2 млрд. лет назад имела восстановит, св-ва, т. к. в ней не было кислорода, а содержались прежде всего водород и вода, а также СО, азот, аммиак и метан. [c.398]

По происхождешпо П. и. делятся на магматогенные, мета-морфогенные и экзогенные. Каждая из этих упп имеет более дробное деление. Первые (руды Сг, Fe, Ti, Ni, Та, Nb, Zr, Pt, платиновых металлов и др.) образуются при внедрении в земную кору и остывании магматич. расплавов, Метаморфогенные залежи (напр., железные руды Криворожского бассейна, золото и урановые руды Юж. Африки) возникают при высоких давлениях и т-рах в глубоких недрах. В тех же условиях в процессе метаморфизма горных пород могут образовываться месторождения мрамора, графита и др. Экзогенные П. и. (осадочные месторождения горючих ископаемых, строит, материалов, россыпи Аи, Pt, алмазов, руды U, Си, S и др.) возникают в результате процессов, обусловленных внешними по отношению к Земле источниками энергии (преим. солнечным излучением),-при действии ветра, прир. вод, ледников и т.д. [c.601]

Дж/(К моль), ДС -479 кДж/моль. Квантовый расход Ф. для одноклеточных водорослей в лаб. условиях составляет 8-12 квантов на молекулу СО2. Утилизация при Ф. энергаи солнечного излучения, достигающего земной пов-сти, составляет не более 0,1% всей ФАР. Наиб, продуктивные растения (напр., сахарный тростник) в среднем за год усваивают ок. 2% энергии падающего излучения, а зерновые культуры - до 1%. Обычно суммарная продуктивность Ф. ограничена содержанием СО2 в атмосфере (0,03-0,04% по объему), интенсивностью света и т-рой. Зрелые листья шпината в атмосфере нормального состава при 25 С на свету насыщающей интенсивности (при солнечном освещении) дают неск. лтров О2 в час на грамм хлорофилла или на килограмм сухого веса. Для водорослей hlorella pyrenoidosa при 35 °С повышение концентрации Oj ст 0,03 до 3% позволяет повысить выход [c.176]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология