География • 8 класс § 27

§ 27. Солнечная радиация

Учебник: География России. 8 класс. Природа и население (А. И. Алексеев, В. В. Николина, Е. К. Липкина, С. И. Болысов, Г. Ю. Кузнецова). Программа ФГОС.
К разделам:

Термины и понятия параграфа 4

Термин География • 8 класс § 27

Солнечная радиация

Электромагнитное и корпускулярное излучение Солнца, проникающее в земную атмосферу и достигающее земной поверхности в виде тепла и света; главный энергетический источник и двигатель всех природных, климатообразующих, гидрологических и биологических процессов на Земле.

  • 1. Единицы измерения — количество радиации измеряется в килокалориях на 1 см² (ккал/см²) или в мегаджоулях на 1 м² (МДж/м²) за определенный промежуток времени (год, сезон, месяц, сутки).
  • 2. Факторы прихода — поступление солнечной радиации определяется высотой Солнца над горизонтом (зависящей от географической широты), продолжительностью светового дня и прозрачностью атмосферы (степенью облачности и запыленности).
Термин География • 8 класс § 27

Суммарная солнечная радиация

Общее количество солнечной энергии, достигающее земной поверхности, представляющее собой совокупность прямой и рассеянной солнечной радиации.

  • 1. Прямая и рассеянная радиация — прямая радиация поступает в виде параллельных лучей непосредственно от видимого солнечного диска в ясную погоду; рассеянная радиация поступает от всего небесного свода после многократного рассеяния лучей молекулами газов, каплями воды и пылевыми частицами в облаках и воздухе.
  • 2. Широтное распределение — суммарная солнечная радиация закономерно возрастает в направлении с севера на юг: от менее 60 ккал/см² в год на арктических островах до 110–120 ккал/см² в год на юге Европейской части России и в Предкавказье.
Термин География • 8 класс § 27

Радиационный баланс

Разность между суммарной солнечной радиацией, поглощенной земной поверхностью, и эффективным тепловым излучением земной поверхности обратно в космическое пространство.

  • 1. Положительный радиационный баланс — приход солнечного тепла превышает его отдачу в космос; поверхность Земли и приземный слой атмосферы прогреваются (летом баланс положителен на всей территории России, а на крайнем юге страны — круглый год).
  • 2. Отрицательный радиационный баланс — отдача тепла поверхностью превосходит поступление солнечной энергии; происходит непрерывное выхолаживание подстилающей поверхности и воздуха, приводящее к устойчивым зимним морозам (зимой на большей части России севернее 50° с. ш.).
Термин География • 8 класс § 27

Поглощенная и отраженная радиация (альбедо)

Доли суммарной солнечной радиации, определяющие степень прогрева подстилающей поверхности в зависимости от ее оптических и физических свойств.

  • 1. Отражательная способность (альбедо) — процент отраженной радиации от общего объема упавшей солнечной энергии: свежевыпавший сухой снег отражает до 80–90% лучей, светлый сухой песок — 30–40%, чернозем — 10–15%, а спокойная водная гладь при высоком солнце — около 5%.
  • 2. Климатическое следствие — устойчивый снежный покров зимой в России отражает подавляющую часть поступающей солнечной радиации обратно в атмосферу и космос, консервируя арктический холод и препятствуя прогреву воздуха даже в ясные морозные дни.

Ответы на вопросы учебника 9

Вопрос учебника #1 География • 8 класс § 27

Что такое солнечная радиация? В каких формах она проявляется и какова её роль на Земле?

Солнечная радиация — это излучение Солнца, включающее все виды электромагнитных волн: видимый свет, инфракрасное (тепловое) излучение и ультрафиолетовые лучи. Она является главным первоисточником и двигателем абсолютно всех природных процессов на Земле: обусловливает нагрев атмосферы и гидросферы, создает циркуляцию воздушных масс, круговорот воды, определяет сезонную ритмику природы и делает возможным фотосинтез растений и органическую жизнь.

Вопрос учебника #2 География • 8 класс § 27

Как и почему меняется поступление солнечной радиации по сезонам года?

Изменение поступления солнечной радиации по сезонам года связано с постоянным наклоном земной оси (на 66,5° к плоскости орбиты) при годичном движении Земли вокруг Солнца. В результате этого в течение года закономерно меняются два ключевых фактора:

  • Высота Солнца над горизонтом (угол падения лучей): чем выше стоит Солнце, тем отвеснее падают лучи, тем выше концентрация солнечной энергии на единицу площади поверхности и меньше путь лучей через поглощающий слой атмосферы. Летом в полдень Солнце поднимается максимально высоко, зимой — стоит низко над горизонтом;
  • Продолжительность светового дня: летом световой день в Северном полушарии длительный (на севере России переходит в незаходящий полярный день), поэтому поверхность получает тепло много часов подряд. Зимой световой день короток (на широтах выше полярного круга устанавливается полярная ночь с нулевым приходом прямой радиации), а выхолаживание длится большую часть суток.
Вопрос учебника #3 География • 8 класс § 27

Что называется солнечной радиацией? В каких единицах она измеряется? От чего зависит её величина?

Солнечной радиацией называют всю совокупность солнечного излучения (светового, теплового, ультрафиолетового), достигающего Земли. Она измеряется в килокалориях на квадратный сантиметр (ккал/см²) или в мегаджоулях на квадратный метр (МДж/м²) за определенный промежуток времени (год, месяц, сутки).

Величина поступающей солнечной радиации зависит от:

  • Географической широты местности (определяющей угол наклона солнечных лучей);
  • Продолжительности светового дня (времени непосредственного освещения поверхности);
  • Прозрачности атмосферы и степени облачности (густая облачность отражает и поглощает до 50–70% солнечной энергии).
Вопрос учебника #4 География • 8 класс § 27

На какие виды разделяют солнечную радиацию?

Всю поступающую от Солнца энергию классифицируют по путям прохождения через атмосферу и взаимодействию с поверхностью:

  • По путям прохождения:
  • Прямая солнечная радиация — лучи, идущие параллельным пучком непосредственно от видимого солнечного диска при ясном небе;
  • Рассеянная солнечная радиация — солнечные лучи, многократно рассеянные молекулами газов, пылинками и каплями воды в облаках и падающие на землю от всего небесного свода;
  • Суммарная солнечная радиация — общая сумма прямой и рассеянной радиации, достигающая земной поверхности;
  • По взаимодействию с земной поверхностью:
  • Поглощенная радиация — доля суммарной радиации, которая поглощается почвой, растительностью и водой, преобразуясь в тепловую энергию и нагревая планету;
  • Отраженная радиация — часть радиации, которая отбрасывается поверхностью обратно в атмосферу в зависимости от альбедо подстилающего слоя.
Вопрос учебника #5 География • 8 класс § 27

Почему меняется поступление солнечной радиации по сезонам года?

Сезонная изменчивость радиации обусловлена орбитальным движением Земли вокруг Солнца и наклоном земной оси. Летом Северное полушарие наклонено навстречу солнечным лучам: полуденная высота Солнца достигает максимальных годовых значений (на широте 45° — 68,5°, на широте 60° — 53,5°), а продолжительность дня длится от 15 до 24 часов (полярный день). Вследствие этого летом приход тепла максимален. Зимой, наоборот, Северное полушарие отвернуто от Солнца: полуденная высота Солнца минимальна (на параллели 45° — всего 21,5°, на параллели 60° — 6,5°, а за полярным кругом Солнце не восходит вовсе), световой день крайне короток, и поступление тепла резко сокращается.

Вопрос учебника #6 География • 8 класс § 27

Для чего необходимо знать высоту Солнца над горизонтом?

Высота Солнца над горизонтом — определяющий фактор угла падения лучей на земную поверхность. Чем больше угол падения (ближе к 90°), тем выше плотность солнечной энергии на 1 м² и тем сильнее прогревается земная поверхность. Знание высоты Солнца над горизонтом необходимо для:

  • Метеорологии и климатологии: расчет климатических норм, моделирование теплового баланса и прогнозирование погоды;
  • Сельского хозяйства: определение оптимальных сроков сева, созревания сельскохозяйственных культур и теплообеспеченности вегетационного периода;
  • Архитектуры и градостроительства: проектирование инсоляции жилых домов, ориентации окон и естественного освещения улиц;
  • Гелиоэнергетики: расчет оптимального угла наклона панелей солнечных электростанций в течение года.
Вопрос учебника #7 География • 8 класс § 27

Выберите верный ответ. Общее количество радиации, достигшей поверхности Земли, называется: а) поглощённой радиацией; б) суммарной солнечной радиацией; в) рассеянной радиацией.

б) суммарной солнечной радиацией.

Обоснование: Суммарная радиация представляет собой всю совокупность лучистой энергии, дошедшей до поверхности Земли, складываясь из прямой радиации от солнечного диска и рассеянной радиации от небесного купола.

Вопрос учебника #8 География • 8 класс § 27

Выберите верный ответ. При движении к экватору величина суммарной солнечной радиации в основном: а) увеличивается; б) уменьшается; в) не изменяется.

а) увеличивается.

Обоснование: При приближении к экватору географическая широта уменьшается, а среднегодовая высота полуденного Солнца над горизонтом закономерно возрастает, что приводит к увеличению угла падения солнечных лучей и концентрации солнечного тепла.

Вопрос учебника #9 География • 8 класс § 27

Выберите верный ответ. Самый большой показатель отражённой радиации имеет: а) снег; б) чернозём; в) песок; г) вода.

а) снег.

Обоснование: Чистый сухой свежевыпавший снег обладает максимальным коэффициентом отражения (альбедо) в природе — до 80–90%. Для сравнения: сухой светлый песок отражает около 30–40%, распаханный темный чернозем — всего 10–15%, а спокойная поверхность воды при отвесном падении лучей отражает лишь около 5%.