1. Из формулы Бугера видно, что при неизменной прозрачности
атмосферы поток прямой солнечной радиации зависит от оптической
массы атмосферы, т. е. в конечном счете от высоты солнца. Поэтому в
течение дня поток солнечной радиации сначала быстро, потом медленнее
нарастает от восхода солнца до полудня и сначала медленно, потом
быстро убывает от полудня до захода солнца.
Но прозрачность атмосферы в течение дня также несколько изменяется.
Поэтому кривая дневного хода радиации даже в безоблачный день
обнаруживает некоторые отклонения от плавной кривой.
Однако в средних выводах нерегулярности отдельных суточных кривых
сглаживаются, и изменение радиации в течение дня представляется
более равномерным. Приводим для примера осредненный за 20-летний
период дневной ход прямой солнечной радиации в Павловске (под
Ленинградом) в январе и июле (рис. 12). На рисунке приведен также
дневной ход инсоляции.
2. Различия в энергетической освещенности радиацией в полдень в
первую очередь связаны с различиями в полуденной высоте солнца,
которая зимой меньше, чем летом. Минимальные значения в умеренных
широтах приходятся на декабрь, когда высота солнца всего меньше. Но
максимальная энергетическая освещенность приходится не на летние
месяцы, а на весенние. Дело в том, что весной воздух наименее
замутнен продуктами конденсации и мало запылен. Летом запыление
возрастает, а также увеличивается содержание водяного пара в
атмосфере, что несколько уменьшает радиацию.
Рис. 12. Дневной ход прямой солнечной
радиации в Павловске в январе и июле. 1 - на поверхность,
перпендикулярную к лучам; 2 - на горизонтальную поверхность.
Средняя полуденная энергетическая освещенность в Павловске в
декабре 0,55, апреле и мае 0,88, июне 0,84, июле 0,85 кВт/м2.
Влияние поглощения водяным паром на поток прямой радиации хорошо
видно на примере Павловска. При одной и той же высоте солнца над
горизонтом (30°) энергетическая освещенность таким образом убывает с
возрастанием абсолютной влажности а:
а г/м3 ................. 2,8 4,8 6,4 8,7 11,6
I кВт/м2 ........... 0,94 0,87 0,80 0,73
0,66
3. Максимальные значения прямой радиации для некоторых пунктов СССР
таковы (в кВт/м2): Бухта Тикси 0,91, Павловск 1,00, Иркутск 1,03,
Москва 1,03, Курск 1,05, Тбилиси 1,05, Владивосток 1,02, Ташкент
1,06.
Из этих данных видно, что максимальные значения радиации очень мало
растут с убыванием географической широты, несмотря на рост высоты
солнца. Это объясняется увеличением влагосодержания, а отчасти и
запылением воздуха в южных широтах. На экваторе максимальные
значения радиации не очень превышают летние максимумы умеренных
широт. В сухом воздухе субтропических пустынь (Сахара) наблюдались,
однако, значения до 1,10 кВт/м2.
С высотой над уровнем моря максимальные значения радиации возрастают
вследствие уменьшения оптической толщины атмосферы при той же высоте
солнца. На каждые 100 м высоты поток радиации в тропосфере
увеличивается на 0,007- 0,014 кВт/м2. Мы уже говорили, что
максимальные значения радиации, наблюдающиеся в горах, достигают 1,2
кВт/м2 и более.
