Вся органическая жизнь на нашей планете обязана своим существованием солнечной радиации, которая является единственным источником тепла и света для земной поверхности и атмосферы.
Среднее расстояние между Солнцем и Землей определяется приблизительно в 150 млн. км. Для того чтобы представить всю грандиозность этого расстояния, можно воспользоваться следующим примером. Если вообразить человека с длиной руки, позволяющей коснуться раскаленной поверхности Солнца, то при быстроте передачи нервных импульсов 28 м/с он ощутил бы боль от ожога только через 167 лет (И. И. Калитин).
Солнечные лучи проходят указанный путь всего за 8 мин 18 с, так как они являются потоком электромагнитных колебаний, распространяющихся прямолинейно со скоростью 300 000 км/с. На границе атмосферы напряжение радиации в среднем равняется 1,94 кал. см2/мин, причем эта величина, называемая солнечной постоянной, подвергается значительным колебаниям в зависимости от ряда астрономических причин (активности Солнца и т. д.).
Вследствие поглощения, отражения и рассеивания лучистой энергии она подвергается при прохождении через воздушную оболочку земного шара как количественным, так и качественным изменениям.
В результате лишь не более 43% первоначальной мощности солнечной радиации достигает поверхности Земли и в умеренных широтах не превышает 1,5 кал. см2/мин. Вместе с тем интенсивность во многом зависит от высоты стояния Солнца над горизонтом, угла падения лучей и прозрачности атмосферы. Так, при положении его в зените путь лучей самый короткий, при 30° он возрастает примерно вдвое, а при закате — даже в 32 раза.
При этом соответственно изменяется и площадь распределения солнечной радиации, увеличиваясь по мере уменьшения угла падения. В весьма широком диапазоне колеблется и спектральный состав лучистой энергии.
При этом если на границе атмосферы ультрафиолетовая часть солнечного спектра составляет 5%, видимая — 52% и инфракрасная — 43%, то у земной поверхности соответствующие цифры равняются 1, 40 и 59%. Как известно, интенсивность солнечной радиации (и спектральный состав) подвержена значительным колебаниям на протяжении суток, месяцев и сезонов года.
При этом ее максимальное значение приходится на май, июнь, июль и август, что почти полностью совпадает с изменением величины ультрафиолетового излучения. Необходимо отметить, что в течение года наибольшие значения прямой солнечной радиации наблюдаются не летом, когда солнце достигает в полдень наибольших высот, а весной.
Последнее объясняется уменьшением прозрачности воздуха в летнее время благодаря большой запыленности атмосферы и повышенной влажности.
Климат и погода.
Погода - состояние атмосферы в данном месте в определённый момент или за ограниченный промежуток времени.
Погода характеризуется следующими компонентами:
1. Гелиофизическими явлениями -интенсивность солнечного излучения (суммарное и эритемное УФИ) и солнечная активность (солнечные пятна, активные области, хромосферные вспышки).
2. Геофизическими - напряженность геомагнитного поля, геомагнитные бури и импульсы.
Метеорологические и синоптические элементы погоды:
1. Температура;
2. влажность;
3. давление воздуха;
4. продолжительность солнечного сияния;
5. сила и направление ветра;
6. облачность и осадки, туманы, грозы;
7. состояние почвы, высота и состояние снежного покрова.
Антропогенные погодо- и климатоформирующие факторы.Погода, как целостное природное образование, формируется вследствие взаимодействия природных и антропогенных факторов, в том числе:
1. загрязнения атмосферы,
2. уничтожения лесов,
3. создания искусственных водоемов,
4. мелиорации, ирригации и др.
Общая схема формирования погоды.Солнечная энергия, достигающая Земли, распределяется следующим образом:
1. 19% поглощается при прохождении через атмосферу;
2. 34% отражается обратно в космическое пространство от верхней поверхности облаков и земной поверхности;
3. оставшиеся 47% (после некоторого рассеивания) поглощаются земной поверхностью и превращаются в тепло.
Таким образом, пятая часть солнечной энергии непосредственно нагревает атмосферу, но большая часть ее поступает от нагретой земной поверхности.