​Словарный запас: ИНСОЛЯЦИЯ — Strelka Mag

ЧТО НАПИСАНО В СЛОВАРЕ

Инсоляция — степень освещённости солнечным светом зданий, сооружений и их внутренних помещений. (Словарь строительных терминов)

ЧТО ГОВОРЯТ ЭКСПЕРТЫ

Азамат Ныров, архитектор, куратор по работе со студентами МАРХИ, сооснователь студии «АСК и партнёры»

Инсоляция — это количество солнечных лучей, которым подвергается поверхность или пространство. Термин часто встречается в вопросах гигиены, светотехники и архитектуры. На сегодняшний день проблемы нормирования и расчёта инсоляции важны с экономической, социальной и правовой точки зрения.

Различают три вида инсоляции. Первый — астрономическая инсоляция. Она определяется вращением планеты вокруг Солнца и собственной оси. Второй вид — вероятная — определяется показателями атмосферы и облачного покрова, обозначается в процентном соотношении к астрономическому виду. К примеру, на территории России вероятная инсоляция составляет около 50 %. Наконец, есть фактическая: она в строительстве определяется особенностями зданий, расположением близлежащих домов, параметрами оконных проёмов, балконов и лоджий. Этот вид рассчитывается при непосредственном наблюдении и рассматривается в связи с вероятной инсоляцией.

Солнечный свет влияет на разные процессы в человеческом организме: метаболизм, работу нервной системы, дыхание, кровообращение. К примеру, благодаря солнечным лучам в организме синтезируется витамин D, который влияет на усваивание кальция и фосфора. Учёные выявили, что при недостатке витамина D повышается вероятность развития рака. Не стоит недооценивать влияние солнечного света и на психологический комфорт человека. Большинство людей считают натуральное освещение одним из главных аспектов жилья. Дневной свет помогает справиться с нарушениями сна и депрессией, связанной со сменой сезонов. Также прямые солнечные лучи уничтожают микробы.

Именно поэтому так важна инсоляция жилых и рабочих помещений, где люди проводят большую часть своего времени, и именно поэтому в России и за рубежом существуют нормы и требования к инсоляции.

Для России они определены в Санитарных правилах и нормах СанПиН 2.2.1/2.1.1.1076-01 «Гигиенические требования к инсоляции и солнцезащите помещений жилых и общественных зданий и территорий». Согласно этому документу, инсоляцию нормируют только в жилых комнатах, а на кухнях и верандах этого не делают. Требование к освещению жилых домов устанавливают на 22 марта (22 сентября) — дни весеннего и осеннего равноденствия. В жилых помещениях продолжительность инсоляции измеряют в часах и минутах и определяют расчётом. Количество дневного света зависит от географической широты, на которой расположено здание: северная, центральная и южная. К примеру, Москва находится в центральной зоне, а значит нормативная продолжительность инсоляции — два часа.

Расчёт продолжительности инсоляции помещений и территорий выполняется по специальным графикам. Ими в основном занимаются специалисты по генплану, архитекторы и инженеры-проектировщики. Для каждой широты применяются свои инсоляционные графики. Интересно, что в расчётах не учитывается первый час после восхода и последний час перед заходом солнца. Также существуют специальные программы, самая известная — это «СИТИС: Солярис». Но многие проектировщики до сих пор пользуются ручным методом расчёта.

Существует мнение, что нигде в мире, кроме России, инсоляция не нормируется, однако это не так. Если в Москве минимальная продолжительность инсоляции — два часа, то в Великобритании она составляет два с половиной часа. В Германии инсоляция рассчитывается на 17 января при требуемой продолжительности в один час. В Нидерландах нормы инсоляции больше похожи на российские в том, что они рассчитываются в период с 22 марта по 22 сентября, но при этом требуемая продолжительность — три часа. В США нормы варьируются от штата к штату.

Нормы инсоляции на сегодняшний день основной фактор, ограничивающий плотность застройки. Однако это часто приводит к негативным последствиям в градостроительстве. Вместо того чтобы строить органичные кварталы, где здания расположены вдоль линии улиц, застройщики предпочитают возводить башни, которые гарантируют прямое солнечное освещение. На самом деле даже это решение не гарантирует адекватного освещения квартир, так как из-за норм, позволяющих инсолирование только одного жилого помещения в двух- или трёхкомнатных квартирах, большая площадь квартир остаётся без прямых солнечных лучей. В последние годы идёт речь об отмене или реформировании регулирования, но к этому нужно подойти с большой осторожностью, так как сейчас инсоляция — это один из немногих значимых регуляторов для предотвращения коммерческого захвата городского пространства.

​

Николай Васильев, историк архитектуры, кандидат искусствоведения, автор экскурсий и путеводителей по архитектуре Москвы 1920–1930-х годов

Инсоляция — это астрономическая и географическая категория. Она нужна в сельском хозяйстве для расчёта того, что может вырасти. Для архитектора инсоляция одно из самых важных условий, которое влияет на конфигурацию зданий. В народной архитектуре мы можем найти вещи, чётко привязанные к регионам: как располагать окна и расставлять дома, но это всё относится к ремеслу и традициям. Только в эпоху стремительной урбанизации появилась необходимость нормировать инсоляцию на законодательном уровне. Это произошло из-за того, что одной из самых больших проблем в XX веке стало перенаселение городов. Стали важны вопросы площади квартиры: сколько метров выдаётся на одного человека и какое количество солнца ему необходимо.

Было выявлено, что солнце обладает бактерицидными свойствами. Где нет солнца, там живёт болезнь. Во время войны и революции не было антибиотиков и остро стояла проблема эпидемии, так что солнце стало бесплатным способом улучшить здоровье. Тогда начали нормировать количество часов, когда прямое солнце должно освещать жилую единицу. Жилая единица — это коттедж, отдельная квартира или комната в общежитии. Были определены нормы солнечного освещения по важным регуляторам: глубине комнаты, высоте потолка и размеру окна.

В архитектуре задан определённый минимум инсоляции, от которого никуда нельзя деться. Расчёт делается по форме участка здания, и это сильно влияет на концепцию и конфигурацию здания. Чем сложнее движение солнца при непростой форме участка и окружающей застройке, тем интереснее могут получаться здания. Это происходит не только по творческой задумке архитектора, но и при желании заказчика получить дополнительные этажи. При планировке кварталов архитекторы будут ориентироваться не на улицы, а на солнечный свет. Но если в доме 8–10 квартир на этаж, то там в лучшем случае только две будут гарантированно комфортными. Инсоляция задаёт масштаб и расстояние между домами. Количество этажей влияет на затенения соседних участков. Есть моменты, связанные с фасадами. До каркасного строительства была проблема: есть комнаты с окном, но в них всегда будет тёмный угол. Потом придумали сплошное остекление. Но при всех его эстетических достоинствах может получиться чрезмерная инсоляция, поэтому потребуется защита. Также сейчас считается, что в новых районах солнца больше. Но это формально, то есть до тех пор, пока не выросли деревья. На верхних этажах солнца больше, на нижних меньше. У нас не принято сажать хвойные деревья рядом с жилыми кварталами, потому что зимой, когда солнце нужнее, листья опали и дали возможность попасть свету в квартиры.

Последнее время идут разговоры о том, чтобы отменить норму инсоляции, и тогда всё будет проще для градостроителей. Это спекулятивный момент. Есть гибкие подходы, и рано или поздно их надо внедрять, но у нас это приведёт к злоупотреблению, уплотнению постройки и снижению качества жизни. Министерство строительства также говорит о том, чтобы регламент по инсоляции сделать ещё свободнее. Пока что нормы используются — при согласовании проекта требуется добавлять диаграмму инсоляции. Но наврать с ней может быть выгодно. Схему, как и расчёты, не всегда проверяют, а для застройщиков лишний этаж — это живые деньги.

ПРИМЕРЫ УПОТРЕБЛЕНИЯ

ТАК ГОВОРИТЬ ПРАВИЛЬНО

Показатель инсоляции в этой жилой комнате равняется двум часам. (Азамат Нуров)

ТАК ГОВОРИТЬ НЕПРАВИЛЬНО

Неправильное употребление термина «инсоляция» связано с английским термином insulation, что означает «изоляция», в особенности если речь идёт о термо- или звукоизоляции в архитектуре и строительстве. Insulation и insolation несложно спутать в английском, но нужно учитывать, что в русском термин «инсуляция» не принято использовать. (Азамат Нуров)

В чем измеряется инсоляция

Инсоля́ция (от лат. in — «внутрь» + sōl — «солнце») — облучение поверхностей солнечным светом (солнечной радиацией), поток солнечной радиации на поверхность; облучение поверхности или пространства параллельным пучком лучей, поступающих с направления, в котором виден в данный момент центр солнечного диска.

Этот термин используется в основном в гигиене, архитектуре и строительной светотехнике. Различают астрономическую, вероятную и фактическую инсоляцию.

Астрономическая инсоляция определяется вращениями Земли вокруг Солнца и собственной оси, наклонённой под углом 23,5° к эклиптике [1] . Земному наблюдателю она представляется гармоническим колебанием положения солнечной параллели относительно небесного экватора с периодом в 365 суток и угловым фазовым смещением (склонением Солнца).

Вероятная инсоляция зависит от состояния атмосферы и облачного покрова. Продолжительность вероятной инсоляции на территории Российской Федерации составляет около 50 % продолжительности астрономической инсоляции и определяется, в основном, высотой стояния Солнца.

Фактическая инсоляция всегда отличается от вероятной и может быть определена лишь натурными наблюдениями. Фактическая инсоляция зависит от ориентации и конфигурации застройки, оконных проёмов, положения расчётного помещения, балконов и лоджий.

Нормирование и расчёт инсоляции являются сейчас, пожалуй, наиболее острой светотехнической, экономической и социально-правовой проблемой. С переходом землепользования и строительства на рыночную основу требования норм инсоляции жилищ стали одним из главных факторов, сдерживающим стремления инвесторов, владельцев и арендаторов земельных участков к переуплотнению городской застройки с целью получения максимальной прибыли.

Методы расчёта инсоляции [ править | править код ]

Различают геометрические (пространственно-временные) и энергетические методы расчета инсоляции.

Геометрические методы отвечают на вопросы: куда, с какого направления и какой площади сечения, в какое время дня и года и на протяжении какого времени поступает (или не поступает) поток солнечных лучей.

Энергетические методы определяют плотность потока, создаваемую им облучённость и экспозицию в лучистых или эффективных (световых, эритемных, бактерицидных и др.) единицах измерения.

Разработка методов, не выходящих за рамки классических разделов математики и физики, в основном была завершена в 70-х гг. XX столетия. В настоящее время созданы алгоритмы и компьютерные программы, позволяющие рассчитывать любые характеристики инсоляции и вызываемых ею фотохимических и биологических эффектов.

Солнечная инсоляция – это величина, определяющая количество облучения поверхности пучком солнечных лучей (даже отраженных или рассеянных облаками). Поверхностью может быть что угодно, в том числе и солнечная батарея, которая преобразует энергию солнца в электрическую энергию. И вот насколько эффективна будет ваша природная электростанция и определяет параметр солнечной инсоляции. Измеряется инсоляция в кВт*ч/м2, то есть количество энергии солнца, полученное одним квадратным метром поверхности в течении одного часа. Естественно полученные метрики рассчитаны для идеальных условий: полное отсутствие облачности и падение солнечных лучей на поверхность под прямым углом (перпендикулярно).

Довольно часто люди полагают, что если солнце встает в 6 утра и садится в 7 вечера, то дневную выработку солнечной панели нужно считать как произведение ее мощности на 13 часов пока светило солнце. Это в корне неправильно, ведь существует облачность, но главное солнце двигается по небосклону отбрасывая лучи на поверхность земли под разными углами. Да, безусловно, вы можете использовать специальные трекеры, которые будут поворачивать вашу солнечную батарею в сторону солнца, но это дорого и редко экономически оправдано. Трекеры применяются, когда необходимо увеличить мощность на единицу площади.

Откуда берутся данные солнечной активности

Изучением солнечной активности во всех регионах нашей планеты занимается Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA). Круглосуточно спутники следят за деятельностью солнца и заносят полученную информацию в таблицы. В расчетах учитываются данные последних 25 лет. Пример такой таблицы для Санкт-Петербурга (59.944, 30.323) вы можете увидеть по ссылке https://eosweb.larc.nasa.gov/ . Данная организация относится к федеральному правительству США и, к сожалению, сайт их доступен только на английском языке.

Нет необходимости расшифровывать все значения и коэффициенты в таблице, ведь нас интересуют всего два – это собственно само значение солнечной инсоляции в определенные месяцы (OPT) и значение оптимального угла наклона солнечной панели (OPT ANG).

Зная значение инсоляции мы можем рассчитать приблизительную выработку нашей солнечной электростанции в данном регионе в конкретный месяц или в среднем в год.

Расчет выработки солнечной электростанции на основе значений инсоляции

Допустим имеем в Санкт-Петербурге сетевую солнечную электростанцию мощностью 5 кВт и хотим посчитать ее выработку в июне. Солнечные модули установлены на оптимальный угол.

5 кВт * 5,76 кВт*ч/м 2 * 30 дней = 864 кВт*ч

* Формула упрощенная, поэтому расчетные единицы измерения в формуле не совпадут с ответом. Это исправляется введением в формулу параметров солнечной электростанции и перевода дней в часы.

Но в январе эта же электростанция сгенерирует всего 5*1,13*30=169,5 кВт*ч, поэтому Питере солнечные батареи активно используются только в летние периоды.

За год же, подобная солнечная электростанция сможет получить 5*3,4*365=6205 кВт или 6,2 МВт чистой электроэнергии. Выгодно? Решать вам, ведь срок жизни сетевой электростанции более 50 лет, а тарифы на промышленное электричество растут каждый год не менее чем на 10%.

Что такое солнечная инсоляция?
Солнечная инсоляция — это количество электромагнитной энергии или солнечного излучения, которое воздействует на поверхность земли. Это количественное измерение солнечного света.

Почему полезно знать уровень солнечной инсоляции?
Зная уровень инсоляции в конкретном регионе можно определить размер требуемого солнечного коллектора. Чем ниже уровень, тем больше солнечный коллектор требуется. Если вы знаете уровень солнечной инсоляции, вы сможете точно рассчитать размер коллектора и выходную мощность.

В каких единицах измеряется уровень инсоляции?
Уровень инсоляция, как правило, измеряется в кВтч/м2/сутки. Это то количество солнечной энергии, которое воздействует на квадратный метр поверхности Земли в течение одного дня. Значение усредняется для учета различных длин дня и может быть выражено в нескольких универсальных единицах, которые используются во всем мире.
Конвертация единиц измерения от площади поверхности:
1 кВтч/м2/сутки = 317,1 = БТУ/фт2/сутки = 3.6МДж/м2/сутки
Конвертация еде ниц энергии:
1 кВтч = 3412 ВТУ = 3.6МД = 859.8 ккал

Является ли уровень инсоляции в моем регионе низкий (средним, высоким)?
Следующая шкала является основным руководством по уровню инсоляции. В то время как значение = 5 является не очень высоким в летний период, оно считается очень высоким в качестве среднегодового значения и наблюдается в центральной Австралии — жарком, солнечном месте с уровнем годичной инсоляции в среднем 5,89.

В качестве точек сравнения, мы предоставили два пограничных примера:
Центральная Австралия = 5,89 кВтч/м2/сутки — очень высокая
Хельсинки, Финляндия = 2,41 кВтч/м2/сутки — очень низкая инсоляция

число единиц энергии, падающей на поверхность за единицу времени

Солнечная энергия – источник жизни на Земле. Это свет и тепло, без которых не может жить человек. При этом существует минимальный уровень солнечной энергии, при котором жизнь человека является комфортной. Под комфортом в данном случае подразумевается не только наличие естественного освещения, но и состояние здоровья – недостаток солнечного света приводит к различным заболеваниям. Кроме того, энергия солнца может быть использована не только для обеспечения комфортного существования живых существ (человека, растений, животных) светом и теплом, но и для получения электро- и тепловой энергии.

Количественным показателем при оценке потока солнечной солнечной энергии служит величина, которая носит название инсоляция. Википедия дает такое определение этой величины:

Инсоля́ция (лат. in-sol от in – внутрь + solis – солнце) — облучение поверхностей солнечным светом (солнечной радиацией), поток солнечной радиации на поверхность; облучение поверхности или пространства параллельным пучком лучей, поступающих с направления, в котором виден в данный момент центр солнечного диска.

Инсоляция измеряется числом единиц энергии, падающей на единицу поверхности за единицу времени. Обычно инсоляцию измеряют в кВт*час/м². На следующем рисунке приведены данные о величине инсоляции в различных регионах мира.

Глобальная карта инсоляции

Величина инсоляции зависит от высоты Солнца над горизонтом, от географической широты места, от угла наклона земной поверхности, от ориентации земной поверхности по отношению к сторонам горизонта.

Показатель инсоляции влияет на множество областей нашей жизни, начиная от комфортности проживания и заканчивая энергетикой.

Инсоляция и комфорт проживания

Комфорт проживания человека в том или ином помещении во многом связан с естественным освещением, которое имеет место в данном помещении в течение суток. Однако показатели инсоляции жилых помещений и уровень освещенности не являются тождественными друг другу.

Следует заметить, что инсоляция – это не только количество солнечного света, попадающего в жилое помещение в течение суток или, как принято при нормативных расчетах, в течение календарного нормативного периода, это еще и наличие либо отсутствие фотобиологического эффекта – естественное облучение помещений оказывает бактерицидное воздействие, то есть, если помещение хорошо освещается солнцем, оно является куда как более полезным для здоровья.

Исследования показали, что для эффективного воздействия такого рода достаточно, чтобы инсоляция помещения составляла около 1,5 часов в день, причем даже не комнаты, а подоконника.

С целью обеспечения комфорта проживания и здоровья населения, устанавливаются санитарно-гигиенические нормы уровня инсоляции жилых помещений, в соответствии с которыми ведется строительство жилых и административных зданий (нормирование можно проверить в разделах, посвященных инсоляции, СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях», а также СанПиН 2.2.1/2.2.2.1076-01 «Гигиенические требования к инсоляции и солнцезащите помещений жилых и общественных зданий и территорий»).

Санитарные нормы и правила устанавливают нормативную продолжительность инсоляции в единицах времени, которая должна обеспечиваться для соответствующих зданий и сооружений.

Нормативная инсоляция зависит от географической широты. Выделяется три условных зоны – северная(севернее 58 град. с.ш.) , центральная (58 град.с.ш. – 48 град.с.ш.) и южная (южнее 48 град.с.ш.) – для которых расчетным образом определяется продолжительность инсоляции. В связи с этим особое значение приобретают методы расчета инсоляции.

В настоящее время существует несколько методов расчета инсоляции, которые применяются для расчета инсоляции жилых помещений в градостроительстве: геометрические и энергетические. С помощью геометрических методов определяется направление и площадь сечения потока солнечных лучей в определенное время дня и/или года. С помощью энергетических методов определяется плотность потока солнечных лучей, облученность и экспозиция поверхности в различных единицах измерения (эти единицы измерения могут быть световые, бактерицидные, эритемные и так далее).

Расчет инсоляции жилых помещений проводится как вручную, так и с помощью специализированных программ. В России в настоящее время используется «Солярис» — программа для расчета инсоляции. Также активно применяется японская программа MicroShadow for ArchiCA, использующая ручной метод ортогонального проецирования. Однако, некоторые специалисты утверждают, что данные программы не позволяют сделать достаточно корректный расчет, на который можно было бы с уверенностью опираться при проектировании зданий и сооружений, и в результате уровень инсоляции может не соответствовать желаемому и необходимому для комфортного проживания. Например, Д.В.Бахарев предлагает использовать программу, основанную на методе центрального проецирования вместо ортогонального.

Инсоляция и солнечная энергетика

Во время постоянного подорожания энергоносителей традиционного вида особое значение получает альтернативная энергетика, одной из важнейших частей которой является использование солнечной энергии, то есть – солнечная энергетика.

Этот вид энергетики основан на использовании солнечной энергии с преобразованием ее в электрическую и/или тепловую энергию с помощью соответствующих приборов. Для улавливания энергии солнца используются фотоэлектрические панели, и их эффективность напрямую зависит от уровня инсоляции в данной местности.

Очевидно, что чем выше инсоляция, тем эффективнее работают гелиопанели, так как на них поступает больше энергии. Современные солнечные панели оснащены двигателями, которые позволяют им разворачиваться и следовать за солнцем в течение светового дня (наподобие того, как поворачиваются за солнцем многие цветы) – это повышает КПД солнечных электростанций.

К сожалению, солнечные электростанции имеют существенные ограничения: в темное время суток они не работают, также значительно снижается их эффективность (иногда до нуля) в туманные и пасмурные дни. Поэтому обычно такие электростанции оснащаются «солнечными аккумуляторами», которые запасают энергию в светлое время суток и отдают в темное, таким образом обеспечивается непрерывность работы солнечных электростанций.

В южных широтах, где уровень инсоляции высок практически в течение всего календарного года, гелиоэлектростанции могут быть использованы сами по себе, в то время как в тех широтах, где уровень инсоляции снижен, а также где климатические условия предполагают наличие большого количества туманных и пасмурных дней, приходится к фотоэлектрическим панелям добавлять не только аккумуляторы, но и электростанции другого типа – ветряные или гидроэлектростанции, которые подключаются к выработке электроэнергии (и/или тепловой энергии), когда уровень инсоляции в данной местности существенно снижает производительность гелиоэлектростанций.

Особенно широко в последнее время распространились фотоэлектрические панели, предназначенные для получения энергии в индивидуальных коттеджах и загородных домах. Они используются в сочетании с ветрогенераторами, что позволяет владельцам такой загородной недвижимости постоянно получать собственную электроэнергию и не зависеть от внешних поставщиков.

Потенциал солнечной энергетики России

В силу протяженности территории России уровни солнечной радиации в различных регионах существенно варьируются. Так, солнечная радиация в отдаленных северных районах составляет 810 кВт-час/м² в год, тогда как в южных районах она превышает 1400 кВт-час/м² в год. Ее значения демонстрируют также большие сезонные колебания. Например, на широте 55° (Москва) солнечная радиация составляет в январе 4.69 кВт-час/м² в день, а в июле — 11.41 кВт-час/м² в день.

Существенное значение имеет также количество часов в сутках, в течение которого в данном месте светит солнце. Эта величина очень различна для разных регионов. Причем на нее влияет не только географическая широта местности, но и другие факторы, например, расположение в гористой местности или просто наличие неподалеку горной гряды, которая закрывает солнце в утренние или вечерние часы.

Во многих труднодоступных регионах нашей страны (даже за полярным кругом), куда проводить линии электроснабжения экономически нецелесообразно, солнечная энергия может обеспечить потребности населения в электричестве, свете и тепле.

Таблицы солнечной энергии и инсоляции в регионах России.

Инсоляция что это в строительстве

Что такое инсоляция: для чего учитывают ее уровень и каковы ее нормы

Каждый, кто занимается перепланировкой и ремонтом помещений, а также проектированием своего будущего дома, наверняка слышал необычное слово «инсоляция». Оно применяется при характеристике освещенности помещений. Так что такое инсоляция?

Инсоляция – это облучение помещения через оконные проемы солнечным светом. Последний чрезвычайно важен для здоровья человека, и несмотря на возможность оборудования комнат и кабинетов осветительными приборами разного рода, при проектировании зданий вопрос естественной освещенности регулируется СНИПами. Инсоляция жилых помещений – это, по сути, временной отрезок, в течение которого в помещение попадают прямые лучи. Это именно те периоды, когда мы, находясь в комнате, видим в окно солнечный диск.

Солнечный свет обладает тонизирующим эффектом, и многие процессы в нашем организме тесно связаны с лучами дневного светила. Обмен веществ, функциональность эндокринной системы, работа легких, сердца и мозга – все это напрямую зависит от солнечных лучей.

Для чего необходимо учитывать инсоляцию

Несмотря на то что мы стремимся закрыться от солнца с помощью штор, гардин и жалюзи, строительные нормы строго регулируют вопрос освещенности и диктуют обустройство помещения соответственно инсоляции, ориентированности по сторонам света и с расчетом на определенные размеры оконных проемов. Для чего же нам так необходимы прямые солнечные лучи?

В солнечном спектре выделяются ультрафиолетовые и инфракрасные лучи.

• УФ-лучи оздоравливают среду жилых комнат, проникая через оконные стекла, убивают бактерии и микробы;
• ИК-лучи нагревают помещение естественным образом.

При проектировании жилых зданий следует учитывать оба этих фактора, чтобы обеспечить получение полезной дозы инсоляции и в то же время оградить проживающих от излишней солнечной радиации и теплового воздействия. В местностях с жарким климатом для избежания перегрева комнат ИК-лучами следует располагать большие окна на теневой стороне, а на южной делать их небольшими, чтобы инсоляция помещений была минимально допустимой. При этом для бактерицидного эффекта следует хотя бы в половине комнат устроить оконные проемы таким образом, чтобы солнечная инсоляция отмечалась в них не менее 1,5 часов.

Длительность освещенности прямыми лучами, правила ориентированности оконных проемов по сторонам света регламентируются санитарными нормами, которые следует учитывать при проектировании зданий.

Санитарные нормы

Главный нормативный документ, регулирующий уровень инсоляции жилых помещений – СанПиН 2.2.1/2.1.1.1076-01. В нем подробно расписано, какова должна быть продолжительность облучения комнат прямыми солнечными лучами в часах в зависимости от широты, ориентированности по сторонам света и времени года.

• Продолжительность рекомендованной нормативами освещенности различается по широтам, в официальных документах их определено всего три: северная, центральная и южная.
• Длительность инсоляции зависит не только от широтной зоны, но и от времени года: летом она больше, чем зимой.
• В расчете на соответствие размера оконных проемов санитарным нормам по инсоляции учитывается и календарный период, и широта, и ориентированность их по сторонам света.
• В соответствии с гигиеническими требованиями непрерывная солнечная инсоляция в каждой жилой комнате должна длиться от 1,5 до 2,5 часов.
• При наличии прерывистой освещенности прямыми лучами (если в оконный проем прямые солнечные лучи проникают эпизодично из-за преград в виде деревьев и иных зданий) этот расчетный период должен быть увеличен на полчаса.
• Сокращение длительности инсоляции в одной из комнат не более чем на полчаса допускается нормативными актами в северных и центральных районах, при условии, что в остальных помещениях здания она будет соответствовать стандартам.
• Разработанные гигиенические требования касаются только жилых комнат – на кухни, веранды и прочие помещения эти нормативы не распространяются.

Как учитывать освещенность при проектировании

Соответствие длительности освещенности прямыми солнечными лучами жилых помещений обеспечивается за счет тщательных расчетов при проектировании и выполнения определенных мер на этапе строительства и отделки здания.

1. Расчет размера будущих оконных проемов и их ориентация по сторонам света происходит согласно расчетам инсоляции помещений в проектируемом здании.
2. При проектировании можно использовать не только сложные формулы для расчета длительности инсоляции. Такой способ используют профессионалы. Рядовым пользователям удобней будет воспользоваться методом наложения чертежа будущего здания на разработанную специально для оценки степени освещенности помещений схему солнечного пути.
3. Устраиваемые на окнах откосы не должны быть слишком большими – нельзя перекрывать значительную часть прямых солнечных лучей.
4. Скорректировать длительность инсоляции можно не только на этапе строительства, но и с помощью благоустройства территории. Если помещения, расположенные на южной стороне здания, будут чересчур перегреваться в теплое время года из-за превышения норм освещенности, можно перекрыть часть прямых лучей, устроив у окон изгородь или высадив деревья. При недостатке света, наоборот, не рекомендуется ничем засаживать территорию у окон.
5. Для снижения воздействия радиации и ИК-лучей на солнечной стороне можно установить тонированные стеклопакеты. Они будут пропускать внутрь помещения полезный ультрафиолет и снижать тепловое воздействие светила.

Инсоляция

Инсоляция представляет собой облучение поверхностей солнечным светом под разными углами наклона. Относительно гелиотерапии – это воздействие на человека, который находится в горизонтальном положении (лежит на наклонных поверхностях и т.п.) солнечными лучами.

Инсоляция помещения представляет собой попадание прямого солнечного света внутрь помещения. Инсоляция территории представляет собой попадание света прямого солнечного на определенные участки местности (площадки отдыха, спортивные, детские площадки и т.п.). Благодаря солнечным лучам создаются комфортные условия для пребывания людей в помещении. Лучи солнца убивают болезнетворные микробы, создается естественная преграда для развития плесени и т.д.

Время инсоляции представляет собой величину, которая нормируется санитарными и строительными нормами для территорий и помещений. Нормирование времени инсоляции определяет плотность застройки – чем нормируемое время инсоляции меньше, тем застройка допускается плотнее. При строительстве новых зданий и при реконструкции сооружений нормы требуют выполнения определенных условий инсоляции и для возникающих новостроек, и для уже существующих сооружений.

Помимо инсоляции, критериями, которые определяют наименьшее расстояние между сооружениями являются: требования пожарной безопасности, а также различные специфические требования (взрывоопасности либо иной опасности, в случае, когда рядом присутствуют специфические предприятия), существование возможности проезда машин обслуживания и пожарных машин, нормативные требования, связаннее с естественной освещенностью. Наиболее частой причиной, по которой не разрешается возводить здания близко к иным сооружениям – это именно нормативные требования времени инсоляции территорий и помещений.

Расчет по инсоляции обладает четким физическим смыслом и поддается весьма точной формализации. Как правило, обслуживающие и пожарные проезды между зданиями невелики и могут позволить ближе приблизить новые строительные объекты. К сожалению, существующие требования по инсоляции постепенно теряют свои сдерживающие позиции. В расчете инсоляции физический смысл сложно почувствовать. В расчетах естественной освещенности могут быть учтены светоотражающая способность фасадов зданий, а фактически об этом нередко забывают, покрывая поверхности чем-либо иным, либо не следить за сохранением требуемого состояния поверхностей.
На практике пользуются двумя способами расчета времени инсоляции: ручным (посредством инсоляционного графика) и автоматизированным (посредством специализированных компьютерных программ). При помощи автоматизированного способа подсчеты проводятся точнее и быстрее, что немаловажно в условиях плотной застройки. Компьютерные программы учитывают различные нюансы застройки, выполняют и контролируют ввод исходных данных. При помощи же ручного способа выполняются расчеты, которые на высокую точность не претендуют.

Чтобы выполнить расчеты, необходимо задать геометрические характеристики рассчитываемого объекта (участка либо помещения), а также систему затеняющих объектов. Также надо учитывать широту местности и направление сторон. В результате расчета времени инсоляции получают величины, которые характеризуют инсоляцию (количество интервалов инсоляции, время инсоляции в минутах и часах, процент инсолируемой территории).

Результаты по расчету времени инсоляции должен интерпретировать эксперт в своем экспертном заключении на соответствие их нормам. При этом следует обращать внимание также на то, что иногда нормы по времени естественного освещения меняются. В основном это осуществляется в сторону уменьшения, благодаря чему можно уплотнять застройку. Требования нормативного времени инсоляции также могут зависеть от местных законодательных актов и от некоторых примечаний, содержащихся в нормативных документах (центр города, историческая застройка и т.п.). Помимо всего прочего, сами нормы могут иметь неопределенности, к примеру, введено выражение «инсоляция прерывистая», и при этом не указывается, что является перерывом в инсоляции (точнее – какой наименьший отрезок времени отсутствия солнечного освещения можно считать перерывом).

Справочник строительных материалов (И)
Справочник строительных материалов и терминов

​Словарный запас: ИНСОЛЯЦИЯ

ЧТО НАПИСАНО В СЛОВАРЕ

Инсоляция — степень освещённости солнечным светом зданий, сооружений и их внутренних помещений. (Словарь строительных терминов)

​

ЧТО ГОВОРЯТ ЭКСПЕРТЫ

Азамат Ныров, архитектор, куратор по работе со студентами МАРХИ, сооснователь студии «АСК и партнёры»

Инсоляция — это количество солнечных лучей, которым подвергается поверхность или пространство. Термин часто встречается в вопросах гигиены, светотехники и архитектуры. На сегодняшний день проблемы нормирования и расчёта инсоляции важны с экономической, социальной и правовой точки зрения.

Различают три вида инсоляции. Первый — астрономическая инсоляция. Она определяется вращением планеты вокруг Солнца и собственной оси. Второй вид — вероятная — определяется показателями атмосферы и облачного покрова, обозначается в процентном соотношении к астрономическому виду. К примеру, на территории России вероятная инсоляция составляет около 50 %. Наконец, есть фактическая: она в строительстве определяется особенностями зданий, расположением близлежащих домов, параметрами оконных проёмов, балконов и лоджий. Этот вид рассчитывается при непосредственном наблюдении и рассматривается в связи с вероятной инсоляцией.

Солнечный свет влияет на разные процессы в человеческом организме: метаболизм, работу нервной системы, дыхание, кровообращение. К примеру, благодаря солнечным лучам в организме синтезируется витамин D, который влияет на усваивание кальция и фосфора. Учёные выявили, что при недостатке витамина D повышается вероятность развития рака. Не стоит недооценивать влияние солнечного света и на психологический комфорт человека. Большинство людей считают натуральное освещение одним из главных аспектов жилья. Дневной свет помогает справиться с нарушениями сна и депрессией, связанной со сменой сезонов. Также прямые солнечные лучи уничтожают микробы.

Именно поэтому так важна инсоляция жилых и рабочих помещений, где люди проводят большую часть своего времени, и именно поэтому в России и за рубежом существуют нормы и требования к инсоляции.

Для России они определены в Санитарных правилах и нормах СанПиН 2.2.1/2.1.1.1076-01 «Гигиенические требования к инсоляции и солнцезащите помещений жилых и общественных зданий и территорий». Согласно этому документу, инсоляцию нормируют только в жилых комнатах, а на кухнях и верандах этого не делают. Требование к освещению жилых домов устанавливают на 22 марта (22 сентября) — дни весеннего и осеннего равноденствия. В жилых помещениях продолжительность инсоляции измеряют в часах и минутах и определяют расчётом. Количество дневного света зависит от географической широты, на которой расположено здание: северная, центральная и южная. К примеру, Москва находится в центральной зоне, а значит нормативная продолжительность инсоляции — два часа.

Расчёт продолжительности инсоляции помещений и территорий выполняется по специальным графикам. Ими в основном занимаются специалисты по генплану, архитекторы и инженеры-проектировщики. Для каждой широты применяются свои инсоляционные графики. Интересно, что в расчётах не учитывается первый час после восхода и последний час перед заходом солнца. Также существуют специальные программы, самая известная — это «СИТИС: Солярис». Но многие проектировщики до сих пор пользуются ручным методом расчёта.

Существует мнение, что нигде в мире, кроме России, инсоляция не нормируется, однако это не так. Если в Москве минимальная продолжительность инсоляции — два часа, то в Великобритании она составляет два с половиной часа. В Германии инсоляция рассчитывается на 17 января при требуемой продолжительности в один час. В Нидерландах нормы инсоляции больше похожи на российские в том, что они рассчитываются в период с 22 марта по 22 сентября, но при этом требуемая продолжительность — три часа. В США нормы варьируются от штата к штату.

Нормы инсоляции на сегодняшний день основной фактор, ограничивающий плотность застройки. Однако это часто приводит к негативным последствиям в градостроительстве. Вместо того чтобы строить органичные кварталы, где здания расположены вдоль линии улиц, застройщики предпочитают возводить башни, которые гарантируют прямое солнечное освещение. На самом деле даже это решение не гарантирует адекватного освещения квартир, так как из-за норм, позволяющих инсолирование только одного жилого помещения в двух- или трёхкомнатных квартирах, большая площадь квартир остаётся без прямых солнечных лучей. В последние годы идёт речь об отмене или реформировании регулирования, но к этому нужно подойти с большой осторожностью, так как сейчас инсоляция — это один из немногих значимых регуляторов для предотвращения коммерческого захвата городского пространства.

​

Николай Васильев, историк архитектуры, кандидат искусствоведения, автор экскурсий и путеводителей по архитектуре Москвы 1920–1930-х годов

Инсоляция — это астрономическая и географическая категория. Она нужна в сельском хозяйстве для расчёта того, что может вырасти. Для архитектора инсоляция одно из самых важных условий, которое влияет на конфигурацию зданий. В народной архитектуре мы можем найти вещи, чётко привязанные к регионам: как располагать окна и расставлять дома, но это всё относится к ремеслу и традициям. Только в эпоху стремительной урбанизации появилась необходимость нормировать инсоляцию на законодательном уровне. Это произошло из-за того, что одной из самых больших проблем в XX веке стало перенаселение городов. Стали важны вопросы площади квартиры: сколько метров выдаётся на одного человека и какое количество солнца ему необходимо.

Было выявлено, что солнце обладает бактерицидными свойствами. Где нет солнца, там живёт болезнь. Во время войны и революции не было антибиотиков и остро стояла проблема эпидемии, так что солнце стало бесплатным способом улучшить здоровье. Тогда начали нормировать количество часов, когда прямое солнце должно освещать жилую единицу. Жилая единица — это коттедж, отдельная квартира или комната в общежитии. Были определены нормы солнечного освещения по важным регуляторам: глубине комнаты, высоте потолка и размеру окна.

В архитектуре задан определённый минимум инсоляции, от которого никуда нельзя деться. Расчёт делается по форме участка здания, и это сильно влияет на концепцию и конфигурацию здания. Чем сложнее движение солнца при непростой форме участка и окружающей застройке, тем интереснее могут получаться здания. Это происходит не только по творческой задумке архитектора, но и при желании заказчика получить дополнительные этажи. При планировке кварталов архитекторы будут ориентироваться не на улицы, а на солнечный свет. Но если в доме 8–10 квартир на этаж, то там в лучшем случае только две будут гарантированно комфортными. Инсоляция задаёт масштаб и расстояние между домами. Количество этажей влияет на затенения соседних участков. Есть моменты, связанные с фасадами. До каркасного строительства была проблема: есть комнаты с окном, но в них всегда будет тёмный угол. Потом придумали сплошное остекление. Но при всех его эстетических достоинствах может получиться чрезмерная инсоляция, поэтому потребуется защита. Также сейчас считается, что в новых районах солнца больше. Но это формально, то есть до тех пор, пока не выросли деревья. На верхних этажах солнца больше, на нижних меньше. У нас не принято сажать хвойные деревья рядом с жилыми кварталами, потому что зимой, когда солнце нужнее, листья опали и дали возможность попасть свету в квартиры.

Последнее время идут разговоры о том, чтобы отменить норму инсоляции, и тогда всё будет проще для градостроителей. Это спекулятивный момент. Есть гибкие подходы, и рано или поздно их надо внедрять, но у нас это приведёт к злоупотреблению, уплотнению постройки и снижению качества жизни. Министерство строительства также говорит о том, чтобы регламент по инсоляции сделать ещё свободнее. Пока что нормы используются — при согласовании проекта требуется добавлять диаграмму инсоляции. Но наврать с ней может быть выгодно. Схему, как и расчёты, не всегда проверяют, а для застройщиков лишний этаж — это живые деньги.

ПРИМЕРЫ УПОТРЕБЛЕНИЯ

ТАК ГОВОРИТЬ ПРАВИЛЬНО

Показатель инсоляции в этой жилой комнате равняется двум часам. (Азамат Нуров)

ТАК ГОВОРИТЬ НЕПРАВИЛЬНО

Неправильное употребление термина «инсоляция» связано с английским термином insulation, что означает «изоляция», в особенности если речь идёт о термо- или звукоизоляции в архитектуре и строительстве. Insulation и insolation несложно спутать в английском, но нужно учитывать, что в русском термин «инсуляция» не принято использовать. (Азамат Нуров)

Что такое инсоляция жилых помещений и от чего она зависит

Инсоляция – это количество солнечной энергии получаемое какой-либо поверхностью размещенной внутри помещения напротив оконного проема.

Если же говорить по-простому, то это то время когда лучи солнца попадают в комнату.

К сведению! Инсоляция измеряется числом единиц энергии, попадающей на единицу площади за единицу времени – кВт.час/м2.

Инсоляция помещений – это определение количества солнечной энергии попадаемой во внутреннее пространство через оконные проемы в разное время года и суток

Что такое инсоляция жилых помещений

Под инсоляцией жилых помещений понимается количество солнечного света попадающего на окна того или иного помещения и проникающего внутрь.

К сведению! Инсоляция, как показатель получаемой солнечной энергии, важен для формирования здоровья человека, т.к. от количества солнечного света зависят многие процессы происходящие в нашем организме: обмен веществ и работоспособность мозга, функционирование эндокринной системы, а также работа сердца и легких.

Солнечные лучи попадают на землю в ультрафиолетовом (УФ) и инфракрасном (ИК) диапазонах, при этом УФ-лучи оздоравливают внутреннее пространство помещений, а ИК-лучи нагревают его.

В южных регионах нашей страны возможна избыточная инсоляция, выражающаяся в перегреве помещений, а в северных – наоборот недостаточная. В связи с этим, при «посадке» здания или сооружения на место привязки к конкретному земельному участку необходимо учитывать стороны света и регион, в котором размещается здание.

Инсоляция в строительстве

При проектировании зданий и сооружений фактор инсоляции помещений учитывается изначально.

Для этого существуют специальные формулы для расчетов, а также используется метод наложения чертежа на специально разработанную схему суточного пути солнца в определенный период года.

Схема инсоляции жилого дома по временам года

Кроме этого, если проектируемое здание будет располагаться в жарком климате, то большая часть оконным проемов размещается с теневой стороны, а с южной – их количество меньше, или они имеют меньшие габаритные размеры. В северных регионах все на оборот, там окна с большей площадью остекления монтируются с южной стороны, а с северной их размещается меньше.

Нормы инсоляции, а также размеры оконных проемов и места их размещения регламентируются нормативной литературой, используемой проектными организациями при разработке соответствующей документации.

Нормы инсоляции

Документами, регламентирующими инсоляцию жилых помещений является следующая нормативная литература, а именно:

1. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1076-01 «Гигиенические требования к инсоляции и солнцезащите помещений жилых и общественных зданий и территорий» (с изменениями на 10 апреля 2017 года).
2. СП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95*».

Согласно СанПиНа регламентирована продолжительность освещения лучами солнца (в часах) в зависимости от широты места размещения здания, ориентации по сторонам света, а также времени года.

Схема для определения инсоляции здания в расчетной точке «В»

Вот некоторые позиции, отраженные в этом документе:

• Продолжительность освещенности зависит от широты размещения помещений, это: северная, центральная и южная.
• При расчете размеров оконных проемов учитывается широта, ориентированность по сторонам света и календарный период.
• Непрерывная солнечная инсоляция должна продолжаться в каждой из комнат от 1,5 до 2,5 часов;
• Если инсоляция помещения возможна с перерывом (когда имеются сторонние объекты, затеняющие оконные проемы), то продолжительность следует увеличит на 30 минут.
• Если дом размещен в центральных или северных широтах, то допускается снижение уровня инсоляции в одной из комнат на 30 минут, если в остальных данный показатель соответствует норме;
• Гигиенические нормы, отраженные в СанПиНе распространяются только на жилые помещения, для вспомогательных (кухня, веранда и т.д.) они не актуальны.

В отдельных регионах принимаются региональные нормативные документы, регламентирующие инсоляцию в конкретном месте размещения. Так например в г. Москва действуюет следующие документ — ТСН 23-304-99 г.Москвы (МГСН 2.01-99) «Энергосбережение в зданиях. Нормативы по теплозащите и тепловодоэлектроснабжению» в котором приводятся инсоляционные графики для данного региона.

Инсоляционный график для московского региона согласно МГСН 2.01-99

Нормы инсоляции для разных широт приведены в ниже следующей таблице:

Избыточная инсоляция

В южных регионах в летний период, при неправильном размещении строений по отношению к сторонам света и использовании при этом оконных проемов без проведения необходимых расчетов, можно получить отрицательный эффект от воздействия солнечных лучей, характеризуемый таким понятием как гиперинсоляция.

Гиперинсоляция является особой формой солнечного удара. Она схожа с тепловым ударом, но проявляется у поражённого человека несколько иначе.

Признаками солнечного удара, вызванного излишней инсоляцией являются:

• Общее болезненное состояние: вялость, усталость, слабость.
• Расстройство работы головного мозга: головокружение и головная боль.
• Сухость во рту и жажда.
• Повышение температуры тела, а также повышение или понижение артериального давления.
• Носовое кровотечение и рвота.
• Нарушение зрения: потемнение, двоение и отсутствие концентрации.

При получении человеком солнечного удара необходимо ему срочно оказать первую помощь, а именно:

1. Перенести человека в тень или в помещение, где нет лучей солнца.
2. Обеспечить циркуляцию воздуха: (вентилятор, кондиционер и т.д.).
3. Приготовить и наложить мокрый компресс на лоб, шею и затылок пострадавшего.
4. Дать выпить воды.
5. При потере сознания привести пострадавшего в чувство, используя нашатырный спирт.
6. Выполнив перечисленные выше действия, вызвать бригаду скорой помощи.

Важно! При приготовлении влажного компресса, он не должен буть очень холодным, т.к. в противном случае, значительные перепады температуры отразятся на здоровье пострадавшего негативным образом.

Солнечная инсоляция – это показатель, определяющий параметры микроклимата внутри помещений, их комфортность для проживания, а также влияние солнечной радиации на здоровье человека.

В связи с этим, при строительстве своего загородного дома или покупке новой квартиры, не следует забывать об этом показателе, который должен быть разработан проектной организацией при выполнении проектных работ в соответствии с регламентирующими документами.

Инсоляция

Годовая средняя инсоляция в верхней части земной атмосферы (вверху) и на поверхности планеты (внизу, расчетные данные)

Инсоля́ция — (in-sol, in — внутрь, solis — солнце) — облучение поверхностей солнечным светом (солнечной радиацией). Инсоляцией называют облучение поверхности, пространства параллельным пучком лучей, поступающих с направления, в котором виден в данный момент времени центр солнечного диска.

Этот термин используется в основном в гигиене, архитектуре и строительной светотехнике. Различают астрономическую, вероятную и фактическую инсоляцию.

Астрономическая инсоляция определяется вращениями Земли вокруг Солнца и собственной оси, наклоненной под углом 66,55° к эклиптике. Земному наблюдателю она представляется гармоническим колебанием положения солнечной параллели относительно небесного экватора с периодом в 365 суток и угловым фазовым смещением (склонением Солнца).

Вероятная инсоляция зависит от состояния атмосферы и облачного покрова. Продолжительность вероятной инсоляции на территории Российской Федерации составляет около 50 % продолжительности астрономической инсоляции и определяется, в основном, высотой стояния Солнца.

Фактическая инсоляция всегда отличается от вероятной и может быть определена лишь натурными наблюдениями. Фактическая инсоляция зависит от ориентации и конфигурации застройки, оконных проемов, положения расчетного помещения, балконов и лоджий.

Нормирование и расчет инсоляции являются сейчас, пожалуй, наиболее острой светотехнической, экономической и социально-правовой проблемой. С переходом землепользования и строительства на рыночную основу нормы инсоляции жилищ стали главным фактором, сдерживающим стремления инвесторов, владельцев и арендаторов земельных участков к переуплотнению городской застройки с целью получения максимальной прибыли.

Методы расчета инсоляции

Карта солнечного излучения — Европа

Различают геометрические (пространственно-временные) и энергетические методы расчета инсоляции.

Геометрические методы отвечают на вопросы: куда, с какого направления и какой площади сечения, в какое время дня и года и на протяжении какого времени поступает (или не поступает) поток солнечных лучей.

Энергетические методы определяют плотность потока, создаваемую им облученность и экспозицию в лучистых или эффективных (световых, эритемных, бактерицидных и др.) единицах измерения.

Разработка методов, не выходящих за рамки классических разделов математики и физики, в основном была завершена в 70-х гг. XX столетия. В настоящее время созданы алгоритмы и компьютерные программы, позволяющие рассчитывать любые характеристики инсоляции и вызываемых ею фотохимических и биологических эффектов.

Примечания

1. Бакулин П. И., Кононович Э. В., Мороз В. И. Курс общей астрономии. М.: Наука. 1976. 536 с.

Литература

• Бахарев Д. В., Орлова Л. Н. О нормировании и расчете инсоляции. Светотехника. 2006. № 1. С.18-27.
• Литературный обзор развития методологии расчета инсоляции от Витрувия (I в. н. э.) до конца прошлого столетия дан в:
  • Бахарев Д. В. Методы расчета и нормирования солнечной радиации в градостроительстве. Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук. М. НИИСФ. 1968. 218 с.
  • Орлова Л. Н. Метод энергетической оценки и регулирования инсоляции на жилых территориях. Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., МИСИ. 1985. 188 с.
  • Оболенский Н. В. Архитектура и Солнце. М.: Стройиздат. 1988. 208 с. За исключением методов косоугольного и центрального проецирования все упоминаемые в нём ручные методы и приборы расчета инсоляции представляют сейчас лишь исторический интерес. Жёсткая конкуренция на рынке проектных услуг заставила проектировщиков в кратчайшие сроки освоить компьютерные методы архитектурно-строительного проектирования.

Часто задаваемые вопросы

Когда солнечная энергетика будет доступна каждому?

Во всём мире поддержка солнечной энергетики начиналась именно «с крыш» – потребители после установки частных солнечных установок получали либо существенную скидку на оплату электроэнергии, либо специальный «зелёный» тариф, по которому они могли отпускать электроэнергию в сеть. Это обеспечило ускоренный рост технологий, а развитие конкуренции, экономия масштаба и автоматизация производств привели к тому, что капитальные затраты на строительство СЭС в мире за последние 8 лет снизились в 5 раз. В России уже локализовано производство компонентов, поэтому вне зависимости от курса валют солнечная энергетика продолжит дешеветь для российских потребителей.

Сегодня в силу технологических особенностей энергосистемы и нормативного регулирования рынка, 90% всех «зелёных» энергоустановок небольшой мощности – до 10 кВт – это автономные или гибридные системы, не включённые в единую энергосистему. Технологическое включение частных владельцев солнечных установок в работу розничного рынка электроэнергии сегодня хотя и не запрещено формально, на практике труднореализуемо – в российском законодательстве нет положений, определяющих статус такого потребителя-производителя, а у энергосбытовых компаний нет обязательств по покупке «солнечных» объёмов электроэнергии. Тем не менее, в ряде российских регионов уже есть примеры покупки «зелёной» электроэнергии у простых потребителей энергосбытовыми компаниями.

Правительство РФ уже рассмотрело и одобрило законопроект о регулировании вопросов производства электроэнергии на объектах микрогенерации и направило его в Госдуму, а в феврале 2019 года законопроект был приняты в первом чтении.

Проект вводит определение микрогенерации, которого сейчас нет в законодательстве — это объект по производству электроэнергии мощностью до 15 кВт включительно, работающий, в том числе, на основе «зелёных» источников энергии, который используется потребителями для собственного энергоснабжения. Принятие законопроекта упростит процедуру размещения объектов микрогенерации и предоставит их владельцам возможность продавать излишки вырабатываемой электроэнергии на розничных рынках. Кроме того, в августе 2019 года Правительство РФ внесло в Госдуму ещё один законопроект, предуматривающий освобождение собственников солнечных энергоустановок от уплаты налога на доходы, возникающие от продажи избытков электроэнергии в период до 1 января 2029 года. 

Другая форма поддержки возобновляемой энергетики – субсидирование кредитов на покупку солнечных энергоустановок. В России этот сегмент кредитования только начинает развиваться, но это вопрос 2-3 лет и скоро купить солнечную установку для дачи в рассрочку или по льготному кредиту будет не сложнее, чем бытовую технику.

Солнечная инсоляция для расчета солнечных батарей – АльтЭнго

Инсоляция — обзор | Темы ScienceDirect

2.2.3 Распределение солнечной инсоляции

Солнечная инсоляция определяется как поток солнечного излучения на единицу горизонтальной площади для данной местности. Это зависит в первую очередь от зенитного угла Солнца и в некоторой степени от переменного расстояния Земли от Солнца. Плотность потока в верхней части атмосферы может быть выражена как

(2.2.15) F = F⊙cos θ0,

где
F⊙ представляет плотность солнечного потока в верхней части атмосферы, когда мгновенное расстояние между Землей и Солнцем составляет r , а θ ₀ обозначает зенитный угол Солнца.Определение солнечной постоянной:
S = F⊙ (r / r0) 2. Таким образом, имеем

(2.2.16) F (t) = S (r / r0) 2cosθ0.

, где S — солнечная постоянная, соответствующая среднему расстоянию между Землей и Солнцем r 0, определенному ранее. Если мы определим солнечное нагревание, полученное в верхней части атмосферы на единицу площади, как Q , тогда плотность солнечного потока может быть записана как

Таким образом, инсоляция за данный период времени составляет

Общая полученная солнечная энергия на единицу площади за один день можно рассчитать путем интегрирования полной инсоляции за световые часы.Подставив раздел 2.2.16 в (2.2.18) и отметив, что изменением расстояния r за один день можно пренебречь, мы можем определить суточную инсоляцию следующим образом:

(2.2.19) Q≅S (r0r ) 2∫восход, закат cos θ0 (t) dt.

Вставив раздел 2.2.1 в раздел 2.2.19 и обозначив угловую скорость земли ω как
dh / dt (= 2π рад / сутки), получаем

(2.2.20) Q = S (r0r) 2∫ − HH (sin φsin δ + cos φcos δcos h) dhω,

где H представляет собой полдня, т.е., от восхода или заката до солнечного полудня. После выполнения этого простого интегрирования суточная солнечная инсоляция определяется как

(2.2.21) Q≅Sπ (ar) 2 (sin φsin δH + cos φcos δsin H),

, где мы установили r ₀ = a , как показано в разделе 2.2.7, и H в первом члене в правой части выражается в радианах (180 ° = π рад). Обратите внимание, что коэффициент ( a / r ) ² никогда не отклоняется от единицы более чем на 3,5%. Он колеблется от 1.0344 3 января до 0,9674 5 июля. Вычисления ( a / r ) и δ обсуждались ранее.

Суточная солнечная инсоляция показана на рис. 2.8. Распределение солнечной инсоляции не зависит от долготы и слегка асимметрично между северным и южным полушариями. Солнце находится ближе всего к Земле в январе (зима в северном полушарии), поэтому максимальная солнечная инсоляция, полученная в южном полушарии, больше, чем в северном полушарии.В дни равноденствий солнечная инсоляция максимальна на экваторе и равна нулю на полюсах. В день летнего солнцестояния в северном полушарии дневная инсоляция достигает максимума на Северном полюсе из-за 24-часового солнечного дня. В день зимнего солнцестояния солнце не поднимается над горизонтом к северу от примерно 66,5 °, где солнечная инсоляция равна нулю.

Рисунок 2.8. Средняя дневная солнечная инсоляция ( Q / 24 часа) как функция широты и дня года в единицах Вт · м ⁻² на основе солнечной постоянной 1366 Вт · м ⁻² .Заштрихованные области обозначают нулевую инсоляцию. Положение весеннего равноденствия (VE), летнего солнцестояния (SS), осеннего равноденствия (AE) и зимнего солнцестояния (WS) обозначено сплошными вертикальными линиями. Солнечное склонение показано пунктирной линией.

Расчет сезонной и годовой инсоляции довольно сложен и не будет здесь подробно описан. Однако в области истинной долготы Земли, показанной на рис. 2.5, год можно разделить на астрономическую весну (0 — π / 2), лето (π / 2 — π), осень (π — 3π / 2), и зимой (3π / 2 — 2π).С помощью этих разделов можно оценить сезонную солнечную инсоляцию. Из-за косинусного свойства истинной долготы Земли λ солнечная инсоляция одинакова для весны и лета, осени и зимы. Следовательно, для расчета сезонной солнечной инсоляции достаточно учитывать летнее полугодие (весна плюс лето) и зимнее полугодие (осень плюс зима). Рассматривая полную солнечную инсоляцию для зимнего (π, 2π) полугодия и выражая эту инсоляцию через инсоляцию для летнего (0, π) полугодия, и выполняя пространный алгебраический анализ, мы находим

(2.2.22) Qs, w = ST˜2π (1 − e2) 1/2 [S˜ (φ, ε) ± sin φsin ε],

где функция инсоляции определяется как

(2.2.23) S˜ ( φ, ε) = sin φsin ε2π∫02π (H − tan H) sin λ dλ,

, а положительный и отрицательный знаки относятся к летней и зимней солнечной инсоляции, соответственно (причину этой разницы см. в упражнении 2.15). Полдня, определенная в разделе 2.2.2, определяется как

(2.2.24) cos H = −tan φsin εsin λ (1 − sin2εsin2λ) 1/2,

, где определение угла склонения определено в разделе 2 .2.4 используется. Годовая инсоляция для данной широты является суммой летней и зимней инсоляции и определяется выражением

(2.2.25) Qa = ST˜S˜ (φ, ε) π (1 − e2) 1/2.

Поскольку функция инсоляции одинакова для северного и южного полушарий, т.е.
S˜ (φ, ε) = S˜ (−φ, −ε), годовая солнечная инсоляция одинакова для соответствующих широт в каждом полушарии.

Наконец, годовая глобальная солнечная инсоляция может быть оценена с помощью мгновенной солнечной инсоляции для всей Земли, которая определяется выражением
S (а / г) 2πae2.Распределяя эту энергию по поверхности земли,
4πae2, средняя солнечная инсоляция за одни сутки определяется выражением
Δt⊙ (a / r2) S / 4 .. Мы можем выполнить интегрирование в течение года с помощью второго закона Кеплера, чтобы получить

(2.2.26) Qat = ∫0T˜SΔt⊙4 (ar) 2dtΔt⊙ = S4T˜ ( 1 − e2) −1 / 2≅S4T˜ (1 − e2 / 2).

Годовая глобальная инсоляция пропорциональна (1 + e ² /2), но не зависит от склонения солнца δ и истинной аномалии v .

Глоссарий по фотоэлектрической солнечной энергии: что такое инсоляция?

Фотоэлектрическая солнечная энергия , несмотря на растущую популярность, для многих остается загадкой.Это особенно верно в отношении науки о преобразовании солнечной энергии в полезную электроэнергию. В этой версии нашего продолжающегося солнечного глоссария мы объясняем увлекательное явление солнечной инсоляции.

Чтобы понять эту концепцию, необходимо немного отступить и изучить ее предшественники. Количество фотоэлектрической энергии в данном месте известно как солнечное излучение. Освещенность меняется в течение дня, когда солнце движется по небу, и в течение года, когда земля движется вокруг солнца.Погода также влияет на солнечное излучение. Измерение энергетической освещенности за определенный период времени называется солнечной инсоляцией.

Расчет инсоляции

Аббревиатура из : sol ar radi ation , инсоляция измеряется в часах, а для фотоэлектрических приложений определяется как киловатт-часы на квадратный метр в день. Суточные уровни инсоляции можно рассчитать с использованием данных о широте и днях года.

Горизонтальная инсоляция также широко используется в промышленности. Для этого расчета количество излучения, получаемого от плоской горизонтальной поверхности, такой как крыша небоскреба, футбольное поле или бассейн, измеряется за определенный период времени. Онлайновые фотоэлектрические диаграммы и калькуляторы освещенности могут помочь потребителям определить дневную инсоляцию в их районе страны.

Почему мы измеряем солнечную инсоляцию

Целью расчета энергетической освещенности и инсоляции является определение количества солнечного света, которое фотоэлектрические панели могут поглощать.Это полезно при принятии решения о размере фотоэлектрической системы и количестве солнечных панелей, которые потребуются для обеспечения электричеством дома или бизнеса.

Районы с высокой дневной инсоляцией, включая Неваду, Юту и другие залитые солнцем штаты Юго-Запада и Межгорья, не потребуют таких больших фотоэлектрических систем, как те, которые необходимы на Аляске и в штатах на северо-востоке. Информация об инсоляции для региона может помочь потребителям принимать обоснованные решения об использовании солнечной энергии для своих домов и предприятий.

Как инсоляция влияет на конструкцию системы

Чтобы понять, как этот расчет влияет на проектирование фотоэлектрической системы, рассмотрим следующий сценарий:

Возьмите два одинаковых дома с одинаковыми потребностями в энергии и разместите их в областях с разным уровнем инсоляции. В то время как 3-киловаттная система может обеспечить достаточно электричества для дома с высоким дневным уровнем инсоляции, потребуется более крупная система, чтобы обеспечить достаточную мощность для менее солнечного дома.

Фотоэлектрические системы разработаны с учетом этого, и их размер определяется путем деления количества киловатт необходимой мощности на количество солнечного излучения в этом месте.Это дает нам представление о том, сколько солнечных панелей необходимо для выработки достаточного количества энергии.

Для создания эффективной фотоэлектрической системы необходимо учитывать солнечную инсоляцию. Здесь, в Intermountain Wind and Solar, мы специализируемся на солнечной энергии. Следовательно, мы понимаем освещенность и то, как она влияет на производительность системы. Это позволяет нашим инженерам спроектировать фотоэлектрическую систему для удовлетворения ваших конкретных потребностей в энергии. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше о фотоэлектрической солнечной энергии .

Расчет солнечной инсоляции | PVEducation

На основе уравнения положения солнца на небе в течение года можно рассчитать максимальное количество солнечной инсоляции на поверхности при определенном угле наклона как функцию широты и дня года. Эти расчеты также важны при использовании экспериментальных данных счетчиков солнечного часа. Следующие анимации рассчитывают дневную солнечную освещенность, солнечную инсоляцию и количество часов в течение дня, когда светит солнце.Они не включают в себя местные погодные эффекты, поэтому эти теоретические графики не используются при определении размеров системы или прогнозировании работы. Описание каждого графа дано в подписи внизу.

График показывает интенсивность прямого излучения в Вт / м² в течение дня. Это количество энергии, которое получит концентратор слежения при отсутствии облака. Время — местное солнечное время. Установите широту своего местоположения, а затем отрегулируйте ползунок дня, чтобы увидеть, сколько радиации существует для каждого дня в году.Нажмите на график для числовых данных

Средняя дневная солнечная инсоляция как функция широты. Три кривые — падающая солнечная инсоляция, горизонтальная солнечная инсоляция и солнечная инсоляция на названной поверхности, как определено на странице Module Tilt. Суточная инсоляция численно равна количеству солнечных часов в сутки. Предполагается, что модуль обращен к экватору так, что он обращен на юг в северном полушарии и на север в южном полушарии. Поскольку широта регулируется через ноль, проходя через экватор, модуль смотрит в противоположном направлении.график внезапно меняется на экваторе, поскольку теперь модуль смотрит в противоположном направлении. Нажмите на график для числовых данных

Количество часов, в течение которых солнце светит каждый день, то есть количество часов между восходом и заходом солнца каждый день. На широтах выше 67 ° солнце светит 24 часа в течение части года. Удивительно, но в среднем за год солнце светит в среднем 12 часов в день во всем мире. В северных широтах средняя интенсивность ниже, чем в южных широтах.Нажмите на график для числовых данных

Уравнения для построения вышеуказанных графиков приведены ниже. Эти уравнения рассчитываются по солнечному времени, а не по местному времени. Коррекция между местным солнечным временем и местным временем приведена на странице «Положение Солнца».

Количество солнечных часов — это просто время между восходом солнца:

Восход солнца = 12−1150cos − 1 (−sinφsinδcosφcosδ)

и закат:

Закат = 12 + 1150cos − 1 (−sinφsinδcosφcosδ)

Прямая составляющая солнечного излучения определяется по воздушной массе:

ID = 1.353 × 0,7 (AM0,678)

Массу воздуха можно определить по формуле воздушной массы:

AM = 1cosθ

: Часто задаваемые вопросы о солнечных онлайн-инструментах :: Поддержка :: 3TIER

Vaisala предлагает различные солнечные батареи для различных целей. Представленные различные физические величины и единицы измерения, используемые в этих продуктах, могут несколько сбивать с толку.

Вы можете изменить единицы измерения, отображаемые в Solar Prospecting Tools, с Вт / м & sup2 на кВтч / м & sup2 / день в меню «Учетная запись», расположенном в правом верхнем углу экрана.В этом меню в разделе «Настройки» вы можете изменить отображаемый тип устройства.

Энергия излучения — это показатель солнечной энергии, который определяется как скорость, с которой солнечная энергия падает на поверхность. Единица измерения мощности — ватт (сокращенно Вт). В случае солнечного излучения мы обычно измеряем мощность на единицу площади, поэтому освещенность обычно указывается как Вт / м & sup2, то есть ватт на квадратный метр. Освещенность, падающая на поверхность, может меняться и меняется от момента к моменту, поэтому важно помнить, что освещенность — это мера мощности — скорость получения энергии, а не общее количество энергии.

Общее количество солнечной энергии, которое выпадает за определенный период времени, называется инсоляцией. Инсоляция — это мера энергии. Это энергия солнца, накопленная за определенный период времени.

А теперь самое запутанное. Если солнце светит с постоянной мощностью 1000 Вт / м & sup2 в течение одного часа, мы говорим, что оно доставило 1 кВтч / м & sup2 энергии. Количество мощности — это произведение мощности (1000 Вт / м & sup2) на продолжительность времени (1 час), так что единицей энергии является кВтч.Инсоляция (измеренная в кВтч) — это не то же самое, что мощность (измеренная в кВт), точно так же, как мили в час — это не то же самое, что мили.

Другой часто используемый термин — «часы пиковой солнечной активности», который отражает энергию, полученную в течение всего светового дня, как определено эквивалентным количеством часов, которые потребуются для достижения этого общего значения энергии при средней солнечной освещенности 1000 Вт / м & sup2. Хотя «пиковые солнечные часы» имеют единицу измерения в часах, из-за допущений, лежащих в основе его определения, это значение взаимозаменяемо с кВтч / м и sup2 / день.

Если вы не нашли то, что искали, обратитесь в службу поддержки 3TIER за дополнительной помощью.

Data.GISS: Инсоляция в указанном месте

Моделирование ModelE AR5: изменение климата в прошлом и прогнозы климата на будущее

Инсоляция в указанном месте

На этой веб-странице представлена ​​числовая таблица восхода, захода солнца,
дневная инсоляция в верхней части атмосферы и взвешенный по солнечному свету косинус
зенитный угол в одном заданном месте.Изготовленный стол
содержит данные за один месяц, или, если месяц не указан, данные
за один календарный год. Широта и долгота должны быть указаны в
градусы и сотые доли градуса, а не градусы и минуты. По умолчанию
Местоположение — метеостанция Центрального парка, Нью-Йорк.

«Инсоляция» означает солнечный свет, полученный от Солнца в
верх атмосферы. Ежегодно в мире около 57% инсоляции
падает на поверхность Земли. Облака — главная причина этого
уменьшится, но даже при ясном небе будет некоторое уменьшение.Чтобы определить
падающий солнечный свет на поверхность, нажмите на веб-страницу «ЛИНИИ УЧАСТКИ»,
но там данные ограничены месячными значениями по степени модели 4 × 3
сетка разрешения.

Как объяснено в файле
SRERROR.TXT, Модель Атмосфера-Океан
предполагает, что Солнце является точечным источником. Столбцы для ежедневного
инсоляция (солнечный свет)
и средний зенитный угол в полученной таблице продолжать использовать этот
предположение. Максимальная ошибка для этого предположения возникает на полюсах
во время равноденствий, когда алгоритм таблицы не указывает
инсоляция но на самом деле должно быть около х.2). В
столбцы для восхода и захода солнца, однако, учитывают радиус
Диск Солнца, видимый с Земли (в среднем 0,267 градуса) и атмосферный
преломление солнечного света (примерно 0,583 градуса на горизонте). В
таблица должна быть точной с точностью до одной минуты. Во время равноденствий
точки на экваторе видят около 12 часов 7 минут дневного света.
7 минут обусловлены радиусом солнечного диска и атмосферным
преломление.

SRLOCAT.FOR — это исходный код Fortran
программа, используемая на этой веб-странице.

Контакт

Пожалуйста, задавайте вопросы об этих веб-страницах AR5 по адресу
Доктор Гэри Рассел.

+ Вернуться на главную страницу AR5 Plots

Где находится солнечная энергия — Управление энергетической информации США (EIA)

Солнечная энергия — это солнечный свет

Sunshine — это лучистая энергия солнца. Количество солнечной радиации , или солнечной энергии , которую Земля получает каждый день, во много раз превышает общее количество всей энергии, которую люди потребляют каждый день.Однако на поверхности Земли солнечная энергия является переменным и непостоянным источником энергии. Тем не менее, использование солнечной энергии, особенно для производства электроэнергии, значительно увеличилось в Соединенных Штатах и ​​во всем мире за последние 30 лет.

Ресурсы солнечной энергии зависят от местоположения

Доступность и интенсивность солнечной радиации на поверхности земли зависит от времени суток и местоположения. Как правило, интенсивность солнечной радиации в любом месте максимальна, когда солнце находится в наиболее высоком видимом положении на небе — в солнечный полдень — в ясные безоблачные дни.

Широта, климат и погодные условия являются основными факторами, влияющими на инсоляцию . — количество солнечной радиации, полученной на данной площади поверхности в течение определенного периода времени. Места в более низких широтах и ​​в засушливом климате обычно получают большее количество солнечного света, чем другие места. Облака, пыль, вулканический пепел и загрязнение атмосферы влияют на уровень инсоляции на поверхности. Здания, деревья и горы могут затенять место в разное время дня в разные месяцы года.Сезонные (ежемесячные) колебания солнечных ресурсов увеличиваются с увеличением расстояния от земного экватора.

Тип солнечного коллектора также определяет тип солнечного излучения и уровень инсоляции, который получает солнечный коллектор. Концентрирующие солнечные коллекторные системы, такие как те, которые используются на солнечных теплоэлектростанциях, требуют прямого солнечного излучения , что, как правило, больше в засушливых регионах с небольшим количеством пасмурных дней. Плоские солнечные тепловые и фотоэлектрические (PV) коллекторы могут использовать глобального солнечного излучения , которое включает рассеянного (рассеянного) и прямого солнечного излучения.Узнайте больше о солнечной радиации.

Как правило, коллектор солнечной энергии с системой слежения будет иметь более высокие уровни дневной и годовой инсоляции, чем солнечный коллектор в фиксированном положении. Узнайте больше об углах наклона фотоэлектрических коллекторов и системах слежения за фотоэлектрическими коллекторами.

Две карты ниже показывают среднегодовую солнечную радиацию в США в киловатт-часах (кВтч) на квадратный метр в день (кВтч / м2 / день) для прямого нормального излучения (DNI), используемого концентрирующими коллекторами солнечной энергии, и используемой глобальной горизонтальной освещенности (GHI). плоскими солнечными коллекторами.На карте мира ниже показано среднесуточное глобальное солнечное излучение на горизонтальной плоской поверхности.

Источник: Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии, Министерство энергетики США

.

Нажмите для увеличения

Источник: Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии, Министерство энергетики США

.

Нажмите для увеличения

Мировая карта солнечных ресурсов

Источник: Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП), НАСА «Приземная метеорология и солнечная энергия» (SSE), 2008 г.

Нажмите для увеличения

Где используется солнечная энергия

Уровни инсоляции важны для технических и экономических показателей солнечных энергетических систем. Наличие финансовых и других стимулов для использования солнечной энергии также является важным фактором, влияющим на то, где установлены системы солнечной энергии. Чистый учет был особенно важен для поощрения установки фотоэлектрических систем в домах и на предприятиях.

Общее использование солнечной энергии в США увеличилось примерно с 0.От 06 триллионов британских тепловых единиц (БТЕ) ​​в 1984 году до примерно 1246 триллионов БТЕ (или около 1,2 квадриллиона БТЕ) в 2020 году. На производство солнечной электроэнергии приходилось около 95% всего использования солнечной энергии в 2020 году, и прямое использование солнечной энергии для отопления учитывалось. примерно на 5%.

Общее производство солнечной электроэнергии в США увеличилось с примерно 5 миллионов кВтч в 1984 году (почти все от солнечных теплоэлектростанций) до примерно 133 миллиардов кВтч в 2020 году, из которых 66% приходилось на фотоэлектрические электростанции коммунального масштаба, 31% — на солнечные электростанции. от распределенных / малых фотоэлектрических систем, и 2% приходилось на солнечные теплоэлектростанции.Электростанции коммунального масштаба имеют по крайней мере один мегаватт (МВт) генерирующей мощности, а малые системы имеют генерирующую мощность менее одного мегаватта.

На картах ниже показано общее годовое производство солнечной электроэнергии в каждом штате от солнечных электростанций коммунального масштаба и оценочное производство электроэнергии от небольших фотоэлектрических систем. Большинство небольших фотоэлектрических систем устанавливаются на зданиях. На малые фотоэлектрические системы в жилищном секторе приходилось 61% от общего объема производства малой фотоэлектрической электроэнергии в 2020 году.

По данным Международной энергетической статистики EIA, в 1990 году 11 стран произвели около 0,4 млрд кВтч общей солнечной электроэнергии, а в 2019 году 218 стран и территорий США произвели около 699 млрд кВтч. В пятерку крупнейших производителей солнечной электроэнергии и их процентные доли в общемировом производстве солнечной электроэнергии в 2019 году входили:

• Китай – 32%
• США – 15%
• Япония – 11%
• Индия – 7%
• Германия – 6%

Последнее обновление: 26 марта 2021 г.

индекс

индекс

Вы
необходимо проверять вашу учетную запись электронной почты SHSU каждые
День

---

---

Широта

---

Задание на чтение

Гиллеспи, Нетофф и Тиллер,
eWeather &
Климат , если применимо
(также обратите внимание на функцию поиска на компакт-диске).

Примечание: Это
Блок содержит очень много графики и фотографий. В
время загрузки май
варьировать в зависимости от вашего
компьютер и подключение к Интернету.

Щелкните
радио
кнопка расположена слева
поля страницы напротив выбранной графики для дополнительной информации.Быть
УВЕРЕН
а также
закрыть
окно сообщения, когда вы закончите.

---

01. В этом разделе мы будем
обсуждение Latitude как средства контроля климата. По широте мы не
говоря о географическом положении. Скорее наш интерес будет сосредоточен
о влиянии широты на получение солнечной
энергия на поверхности Земли. В какой-то степени греки понимали, что
идея, когда они предложили свои Жаркий, Умеренный и Холодный
температурные зоны более 2000 лет назад.

---

02. В частности, в этом разделе о Latitude мы собираемся
охватывают четыре темы:

Земля-Солнце
Отношения 903 15. Эта секция
займемся фактическим получением солнечной энергии на
Поверхность Земли. Получение солнечной энергии напрямую
связанных с отношениями, которые существуют между Землей и
Солнце через год.Все вы узнаете основные
отношения. Каждый день мы можем видеть, что Солнце «встает» в
восток и заходит на западе. Большинство также признают, что
12 месяцев Солнце «движется» с севера на юг в нашей
небо. Другими словами, Солнце не только «движется» с востока на
с запада, но также с севера на юг. А как насчет того, что дни
имеют тенденцию становиться длиннее в северном полушарии с 21 декабря
до 21 июня, а потом короче с 21 июня по 21 декабря?
Отношения Земля-Солнце вызывают изменения в количестве
инсоляция поступала ежедневно и сезонно.И, в зависимости от
при отношениях меняется количество инсоляции
локально и во времени. Результирующие температуры
созданные из-за этих изменяющихся отношений создают давление
различия, которые в значительной степени ответственны за ветры. Ветры
в свою очередь управляют океанскими течениями и нашей погодой.

Температура .
Мы также рассмотрим измерение и передачу тепла —
уделяя особое внимание проводимости, конвекции и
радиации, поскольку эти процессы относятся к
Атмосфера.

Атмосфера
Газы . Пока мы коснемся
на основные газы, составляющие атмосферу, мы посвятим
основное внимание мы уделяем наиболее важным газам, связанным с
погода — водяной пар — газообразное состояние
вода.

Многослойный
Атмосфера . Наконец, мы будем
взгляните на различные слои атмосферы.Пока есть
фактически четыре атмосферных слоя в зависимости от температуры, наши
интерес будет в первую очередь связан с первым слоем,
тропосфера. Тропосфера, которая простирается вверх от
Поверхность Земли в среднем составляет около 5-10 миль, это то место, где больше всего
нашей погоды имеет место. Пока мы думаем о погоде как о
всеохватывающий, на самом деле он относительно неглубокий. Считать
о вашем последнем путешествии по воздуху. Ты скорее всего
пролетел на высоте от 30 000 до 35 000 футов.Как вы выглядели из
окно, большая часть облаков была далеко под вами. Или может ты
стояли снаружи после прохода фронта и почувствовали сильный север
ветер в лицо, а затем, глядя в небо,
удивлен, увидев облака, движущиеся в противоположном направлении (курс
к северу). Помните наши предыдущие комментарии о горных преградах?
Погода мелкая.

---

03.Прежде чем мы начнем, позвольте мне уделить минутку, чтобы определить термины low,
средние и высокие широты, поскольку я буду использовать их в этом классе.
Низкие широты — это места, расположенные между экватором (0
градусов северной широты) и 30 градусов северной широты. Найдены средние широты
между 30 градусами северной широты и 60 градусами северной широты. И высокие широты
находятся между 60 градусами северной широты и полюсами (90 градусов северной широты).
Когда мы рассмотрим эти места в предстоящем уроке, мы будем
особенно интересует годовая и сезонная температура
различия, обнаруженные в каждом из этих широтных поясов, и какие
вызывает эти различия.

---

04. Земля-Солнце
Отношения 903 15. Наша первая тема — это
Отношения Земля-Солнце. Это чрезвычайно важная идея
потому что именно эти различные отношения вызывают различия
в количестве солнечной энергии, поступающей на поверхность Земли.
Например, в июне вы получите намного лучший солнечный загар, чем вы
в декабре — потому что солнечные лучи более интенсивны.Это
Энергия Солнца, которая нагревает Землю и управляет океанскими течениями,
ветры и наша погода.

Я нашел, что один из лучших
При обсуждении отношений Земля-Солнце можно использовать аналогию:
выпекание пирога. Потому что это действительно то, о чем мы говорим —
Солнце обжигает Землю. Если взять ингредиенты для торта,
положите их на сковороду, перемешайте, а затем включите духовку, чтобы сказать
20000 градусов по Фаренгейту, бросьте их в духовку, а затем немедленно
выдерните сковороду — в итоге я получаю сырой торт.Или же
что, если я перемешу те же ингредиенты, бросу их в те же
сковороду, опустите сковороду в духовку, которая разогрета всего до 80 градусов
F и оставьте на 6 недель. Что у меня есть? Ну большинство
скорее всего сырой заплесневелый пирог! При температуре 80 градусов по Фаренгейту торт никогда не готовится,
не важно, как долго я оставлю его в духовке. Другими словами, требуется
ДВА вещи, чтобы испечь торт (или Землю) — тепло и время
работать вместе, а не только одно или другое.

---

05.Начнем с инсоляции.
( в приходе )
соль ар
радиа атион ).
Если бы мы взяли фонарик и направили луч света на
поверхности (и предположим, что 1X инсоляции на самом деле
достигая поверхности), обратите внимание, что 1X инсоляции на самом деле
покрывает 1X поверхности (например, 3 квадратных дюйма). Теперь, если мы
немного наклоните фонарик и направьте луч света на поверхность
под углом (опять же, на
поверхность), вы увидите, что площадь поверхности, покрытая
пучок увеличен.Итак, такое же количество инсоляции, но разброс
на большей площади — в результате меньше тепловой энергии на квадрат
дюйм — таким образом (если была задействована только инсоляция), кулер
температура на поверхности.

Посмотрите на рисунок ниже. Предположим
что сейчас 21 марта и Солнце (см. высокое положение Солнца)
прямо над экватором. Примечание: 1X тепловой энергии на 1X
земля. Вся доступная инсоляция (1X) поглощается
Земля на экваторе.Сравните это с тем, что можно увидеть на
той же даты 21 марта с позиции 45 градусов северной широты.
На 45 градусах северной широты наблюдается такая же 1-кратная инсоляция.
получен на поверхности, но, поскольку у нас почти на 50 процентов больше
покрытой площади, следует ожидать температуры (опять же, если это
были все, что было связано с температурой Земли) в этом месте
быть менее опытным на экваторе. Другими словами,
ближе к точке, в которой Солнце находится вертикально
над головой, большее количество инсоляции получено в
поверхность.

---

06. На рисунке ниже изображены отношения Земли и Солнца в трех точках.
разные точки на поверхности Земли. Солнце за пределами
рисунок справа. Если Солнце находится прямо над экватором
(Точка C), то 1X инсоляции наносится на 1X поверхности на
экватор.Это похоже на то, как фонарик находится прямо над
место. Короче говоря, Экватор получает максимальную инсоляцию.
в наличии (1X солнечной энергии размещается на 1X площади).

Если мы двинемся к полюсу, скажем, на 45 градусов северной широты
(Точка B), здесь мы обнаруживаем, что солнечная энергия поступает с большей
угол наклона, чем в точке C. Точно так же, как фонарик, когда
мы его наклонили. На графике показано, что при 45 градусах северной широты 1X
инсоляция будет распространяться на 1.4X поверхности. Это будет стоять
рассуждать о том, что из расчета на квадратную милю точка B получит
меньше тепловой энергии, чем в точке C. А в точке A (60 градусов северной широты) 1X
инсоляции покрыло бы вдвое больше поверхности (примерно половину
тепловая энергия на квадратную милю, которая подается на поверхность при
Пункт А). И, если мы перенесем пример на 90 градусов северной широты (
полюс), угол Солнца попадал бы на горизонт и
полученная тепловая энергия будет минимальной на квадратную милю.Чтобы
хотя свет доступен 24 часа в сутки в течение нескольких месяцев
на полюсах или вблизи них фактически полученная тепловая энергия равна
минимальный.

---

07. Обратите внимание на рисунок ниже, что при прочих равных,
солнечное излучение движется к поверхности Земли из точки
прямо над головой пройдет через ОДНУ атмосферу на экваторе
21 марта.Но в этот день, когда вы приближаетесь к полюсу, Солнце
угол меньше (помните, вы наклоняете «фонарик») и
что на самом деле угол на полюсе будет равен 0). Из-за
увеличивающееся количество атмосферы, которое должно солнечное излучение
пройти, чтобы достичь поверхности Земли, мы можем видеть
как показано на рисунке ниже, хотя количество атмосфер равно одной
(1.00) над экватором и увеличивается постепенно и незначительно
по мере продвижения к полюсам возникает резкий и очень
значительное увеличение атмосферы по мере приближения угла Солнца
горизонт на полюсах.

Дело в том, что чем ближе ты к
где Солнце находится прямо над головой, тем больше инсоляции на квадрат
миля. Чем дальше вы находитесь от прямого луча Солнца, тем меньше
угол и меньше тепловой энергии на квадратную милю.

---

08. 21 июня в Сан-Антонио Солнце не находится прямо над головой;
но отклонение от вертикали составляет всего 6 градусов.В этот же день в
Виннипег, Солнце отклонено от вертикали примерно на 26,5 градусов. Обратите внимание
разница в количестве поверхности, покрытой каждым лучом и
рассмотрите путь через атмосферу, который каждый идет к
поверхность. И сравните 21 июня в обоих местах с ситуацией
21 декабря.

---

09.Давайте применим эту идею к дому, в котором вы живете. Многие из вас не
Сомнение живет в доме с навесом на крыше (карнизом). в
на юге Соединенных Штатов карнизы домов, как правило, нависают над
стена может быть от трех до четырех футов. На юге летом, когда
Солнце находится высоко в небе, и температура очень высока,
прилагаются все усилия, чтобы уменьшить обогрев своего дома. Дома
с солидными карнизами способны улавливать солнечные лучи и
таким образом уменьшите попадание солнечного света в окна.Зимой, когда солнце
ниже в небе, тепловая энергия поступает в дом через
окна свободны от наличия карниза.

Если вы находитесь в северной части
США, круглый год относительно прохладно, а здесь один
с большей вероятностью найдете карнизы гораздо меньшего размера и более узкие. Такой
конструкция позволяет солнечному свету проникать в дом год
круглый.

Вы можете увидеть, как эта идея отражена в
расположение горнолыжных курортов.Подумайте о Колорадо (или где-то еще)
в следующий раз, когда вы окажетесь на одном из этих спусков. В каком направлении
склоны сталкиваются? Север в Северном полушарии (юг в
Южное полушарие). Здесь температуры несколько прохладнее (меньше
прямое солнце и меньшее испарение), чем те, что найдены, скажем, на
южные склоны в Северном полушарии. Таким образом, снег будет
имеют тенденцию таять на северных склонах в последнюю очередь.

---

10.Нагревание — одно из средств, необходимых для выпекания торта. Но это
требуется две вещи, чтобы испечь торт. Давайте теперь посмотрим на время.

На рисунке ниже вы можете видеть, что
21 марта и 21 сентября (равноденствия — равные дни, равные
ночь), Земля ориентирована к Солнцу таким образом, чтобы разместить
вертикальный луч прямо над экватором. Теперь, сияя
свет на такой шар, как Земля, вызовет только половину (180
градусов) освещаемого шара.С той точки, где свет
находится прямо над головой, свет распространяется во всех направлениях 90
градусов. Итак, в этом примере, если Солнце находится прямо над головой
На экваторе свет будет виден под углом 90 градусов к каждому полюсу. если ты
находятся на экваторе, Солнце будет прямо над вашей головой — на
полюса Солнца будет на вашем горизонте. Но независимо от того, где
вы (полюс к экватору) все места испытают 12 часов
дня и 12 часов ночи, так как все параллели
пополам.

---

11. 21 июня все выглядит по-другому. Для новичков
Ориентация Земля-Солнце отличается. В этот день
Северное полушарие наклонено к Солнцу и, как следствие,
Вы можете легко увидеть, что вертикальный луч Солнца не бросается в глаза
Земля на экваторе, а над головой в 23.5 градусов северной широты.
Это место тропика Рака. Тропик отмечает
самая северная точка, в которой Солнце будет над головой во время
год.

Когда вы видите Тропик Рака на
карты и глобусы, обычно есть отличительная маркировка (точки,
тире и т.п.), чтобы отделить эту параллель от других.
К полюсу 23,5 градуса северной широты никогда не бывает дня, когда бы Солнце было
прямо над головой.По направлению к Тропику Рака вы будете
всегда нужно смотреть на юг, чтобы увидеть Солнце.

21 июня, когда Солнце прямо
над головой 23,5 градуса с.ш., обратите внимание, что при свете 90 градусов Солнце
простирается не только до Северного полюса (66,5 градуса от
Тропик Рака), но на самом деле дополнительные 23,5 градуса (чтобы
всего на 90 градусов) за штангу к задней стороне
Полярный круг (66.5 градусов с.ш.). Свет светит на 90 градусов во всем
направления от точки, где луч Солнца вертикально
накладные расходы.

Свет также светит под углом 90 градусов к
к югу от тропика Рака. Это означает, что свет будет распространяться
к экватору (23,5 градуса) плюс дополнительные 66,5 градуса (до
всего 90 градусов) к лицевой стороне Северного полярного круга (66,5
градусов S).

Если бы мы могли вращать Землю
ротация / один день, мы обнаружим, что если вы находитесь где-то между
66.5 градусов северной широты и Северный полюс, вы всегда будете на свету
(24 часа). Никакой тьмы не возникнет, потому что ты никогда не будешь
поверните в темную область. Итак, с 24 часами света, почему это
не жарко в этих полярных регионах? Имейте в виду, что вы
далеко от вертикального луча Солнца (23,5 градуса
N). У вас длинные дни, но низкий угол Солнца означает мало тепла
энергия фактически поступает на поверхность Земли. Также
помните предыдущий рисунок, изображающий количество
атмосферный солнечный свет должен проходить через
поверхность.

Теперь, если вы находитесь между 66,5
градусов южной широты и Южного полюса, в этот день вы испытаете 24
часов темноты, потому что такие места более 90 градусов
вдали от вертикального луча Солнца.

Наконец, если вы находитесь на экваторе, вы
21 июня будет 12 часов дня и 12 часов ночи.
На экваторе мы увидим, что дни и ночи равны 365 дням
год.Круг освещения всегда делит экватор пополам. Так
почему тогда на экваторе не жарко? Ведь Солнце — это
над головой или рядом с ней 365 дней в году при минимальном солнечном свете.
атмосферу, через которую нужно пройти. Подумай об этом. Как раз в то время
вы начинаете накапливать тепловую энергию на поверхности Земли, Солнце
начинает падать, и ночь приближается к вам. У них нет тех 13 до
Летом здесь, в средних широтах, 14 часов в сутки. Они
есть солнечное излучение (тепловая энергия), но у них просто нет
время в духовке.И чтобы действительно испечь
кекс.

---

12. Наконец, давайте посмотрим на 21 декабря. В этот день вы
заметит, что южное полушарие наклонено к Солнцу
и в результате вы легко можете увидеть, что вертикальный луч Солнца
не ударяет по Земле ни в Тропик Рака, ни в
Экватор, а точнее это верхние координаты 23.5 градусов южной широты.
расположение Тропика Козерога. Знаки Тропика Козерога
самая южная точка, в которой Солнце будет находиться над головой во время
год.

И как Тропик Рака, когда вы
увидеть Тропик Козерога на картах и ​​земных шарах, обычно
какую-то отличительную маркировку (точки, тире и т. д.), чтобы установить это
параллельно от других. Выше 23,5 градуса ю.ш. никогда не бывает
день, когда Солнце находится прямо над головой.К полюсу тропика
Козерог, вам всегда придется смотреть на север, чтобы увидеть
Солнце.

21 декабря, когда Солнце прямо
над головой 23,5 градуса ю.ш., обратите внимание, что при свете 90 градусов Солнце
простирается не только до Южного полюса (66,5 градуса от
Тропик Козерога), но на самом деле дополнительные 23,5 градуса (до
сделать в сумме 90 градусов) за полюс к задней стороне
Южный полярный круг (66.5 градусов ю.ш.). Свет светит на 90 градусов в
во всех направлениях от точки, где солнечный луч находится вертикально
накладные расходы.

Свет также светит под углом 90 градусов к
к северу от тропика Козерога. Это означает, что свет будет
простираются до экватора (23,5 градуса) плюс еще 66,5 градуса.
градусов (всего 90 градусов) к лицевой стороне Арктики
Круг (66,5 градуса с.ш.).

И снова, если бы мы могли вращать Землю
один оборот / один день, мы бы обнаружили, что если вы где-нибудь
между 66.5 градусов южной широты и Южный полюс, вы всегда будете в
свет (24 часа). Не наступит тьма, потому что никогда не будет
вы поворачиваетесь в темную область.

Теперь, если вы находитесь между 66,5
градусов северной широты и северного полюса, в этот день вы испытаете 24
часов темноты, потому что такие места более 90 градусов
вдали от вертикального луча Солнца.

Наконец, если вы находитесь на экваторе, вы
21 декабря будет 12 часов дня и 12 часов ночи.На
На экваторе мы увидим, что дни и ночи равны 365 дням
год. Свет всегда делит экватор пополам.

---

13. Взгляните на рисунок ниже и обратите внимание, что в зависимости от
где вы находитесь по широте в определенную дату, часы
изменение светлого / темного. Всегда 12 и 12 21 марта и 21 сентября
по всей Земле.Всегда 12 и 12 на экваторе — 365 дней в
года, но обратите внимание на продолжительность дня и ночи на разных широтах на
21 июня и 21 декабря

---

Предыдущие рисунки имеют
продемонстрировали, что отношения Земля-Солнце меняются в течение года. Мы
хорошо понимаю, что Солнце ничего не делает. Просто
там — неподвижный, относительно Земли.Это Земля
по-разному представляясь Солнцу в разное время
год. Иногда в течение года Северное полушарие бывает
направлен к Солнцу (21 июня). Здесь близость к лучу,
в сочетании с длинными днями и короткими ночами создает период
значительный жар. В остальное время года Южный
Полушарие наклонено к Солнцу и Южному полушарию.
испытывает летние условия. В этот период (21 декабря)
итоговое расстояние от вертикального луча Солнца, короткие дни и
долгие ночи создают холодные зимние условия на севере
Полушарие.И, наконец, в другое время года ни один
полушарие наклонено к Солнцу (21 марта и 21 сентября
периодов), и в это время инсоляция, полученная от Солнца
имеет тенденцию быть более умеренным в обоих полушариях, что приводит к
более умеренный весенний и осенний сезоны. Сейчас много чего происходит
здесь — помните, Солнце не делает ничего, кроме
сидит там.

---

14.Что это за вещи, которые заставляют Землю быть
по-разному ориентированы на Солнце в разное время года?
Во взаимоотношениях Земля-Солнце действуют четыре фактора. Они
это: вращение, вращение, наклон и параллельность. Давайте
взгляните на каждый из них на графике,
следить.

---

15. Вращение .
Опять же, имейте в виду, что Солнце относительно Земли НЕ движется.
Земля вращается вокруг своей оси с запада на восток. Считать
оси в виде воображаемой линии, идущей от полюса к полюсу, и
проходящий через центр Земли. Тем не менее, как вы
знаете, что Земля действительно вращается с запада на восток? Считать
об этом минутку. Разве Нью-Йорк не выходит на свет
(пережить рассвет) пока в Хантсвилле еще темно? Если это
8:00 утра здесь, в Хантсвилле, разве не 9:00 в Нью-Йорке? Они
на час впереди нас (свет раньше).Если это так, то
не придется ли Земле вращаться из Хантсвилла (к западу от Нью-Йорка
City) в сторону Нью-Йорка, чтобы Хантсвилл мог испытать
свет — который он обычно получает примерно через час после Нового
Йорк? И когда Хантсвилл выходит на свет, это не Лос-Анджелес
все еще в темноте? Итак, чтобы Лос-Анджелес получил свет (обычно
часа через два после Хантсвилля) разве это не понадобится для Лос
Анхелес (к западу от Хантсвилля), чтобы повернуть с запада НА
на восток, чтобы добраться до света? И, наконец, когда наступает рассвет
Лос-Анджелес, разве Нью-Йорк не был в свете нескольких
часы? Один оборот занимает около 24 часов.Опять все это
предполагает, что вы помните, что Солнце неподвижно относительно
Земля.

Фотография ниже была сделана экипажем на борту
Колумбия во время своей последней миссии 1 февраля 2003 года.
снятый в безоблачный день, запечатлел закат над Европой и
Африка. Круг Просветления поразителен, поскольку он пересекает
Западная Африка, Испания и Франция.Более урбанизированные районы могут быть
хорошо видно в световом узоре — в Париже горит свет
и Барселона, но в Лондоне и Гибралтаре еще светло.
Посреди Атлантического океана находятся Азорские острова и их
к юго-востоку находятся Канарские острова. На юге, с запада
Побережье Африки — острова Зеленого Мыса. В верхней части
фото, справа налево — заснеженные Норвегия, Исландия и
Гренландия.

---

16.Задумайтесь на мгновение о скорости вращения Земли. Ты
можно подумать, что это везде одно и то же, но это не так.
Посмотрите на рисунок ниже. Мы знаем, что расстояние вокруг
Земля на экваторе составляет примерно 25 000 миль. Один оборот
(ротация) за 24 часа. Таким образом, скорость Земли на экваторе
чуть больше 1000 миль в час. Если вы стоите на своем большом
палец на Северном полюсе, какова скорость вращения? Ну, так как
вы будете сдавать один раз в 24 часа, но при этом вы фактически
никуда не денешься, скорость на полюсе должна быть 0 миль в час —
Земля просто поворачивается для вас.

Следовательно, промежуточные местоположения
между экватором и полюсами будет иметь скорость от 1000 до 0
миль в час со скоростью, снижающейся к полюсу. И пока
мы вернемся к этому позже, рассмотрим на мгновение скорость
атмосфера Земли. Вы понимаете, почему в среднем скорость
атмосфера над любой точкой на поверхности Земли — это
такой же, как поверхность Земли? Если бы это было не так — для
например, говорят, что Земля вращалась со скоростью 800 миль в час, но
атмосфера над ним вращалась только на 700 миль в час —
люди на Земле будут испытывать скорость 100 миль в час
ветер!

---

17.Отчасти в стороне, но все же связанное с вращением (что приводит к тому, что день
и ночь) — это идея Круга Просветления. Как
Земля вращается, иногда мы обращаемся к Солнцу и находимся в свете;
в других случаях мы находимся вдали от Солнца и в темноте. Сохранение в
помните, что только половина земного шара может быть освещена одновременно, что
что мы должны сделать из области перехода между светом и тьмой? Ты
знайте эти времена как рассвет, сумерки или сумерки. Этот район известен
как Круг Просветления.В Круге Озарения это
не совсем темно и не светло. Любой из вас, кто когда-либо прилетал
самолет и пересекший Круг хорошо это запомнят. Вы можете посмотреть
подняться к передней части самолета на высоте 35000 футов и увидеть свет,
и посмотри назад и увидишь тьму.

---

18.
Революция .Второй фактор, влияющий на отношения Земли и Солнца, — это Революция.
Поскольку Земля вращается вокруг своей оси, она также вращается вокруг
Солнце против часовой стрелки. 365 дней на изготовление одного
схема. Вращаясь вокруг Солнца, Земля движется по тому, что
называется плоскостью эклиптики (ее орбитальной плоскостью). Как и ты
можно увидеть на графике ниже, иногда на орбите Земли
ближе к Солнцу, чем другие. На ум приходят две даты:
3 января и 4 июля.Живя в Северном полушарии, вы могли бы
думаю, что Земля и Солнце будут ближе всего 4 июля, потому что
эта дата теплее, чем 3 января, но сделать это будет в
ошибка. Как вы думаете, вы бы сделали то же предположение, если бы
жили в Австралии? На самом деле Земля ближе всего к Солнцу
3 января и самое дальнее 4 июля. 3 января называется
перигелий; 4 июля называется афелием (вспомните Афелий —
Далеко).

Что все это значит? Это в основном
означает, что расстояние от Солнца не является причиной
времена года.

---

19.
Наклон .
Наклонение относится к наклону Земли вокруг своей оси. Обратите внимание, что
когда вы видите модели Земли, Северный полюс не в 90
угол градуса по отношению к плоскости эклиптики. Скорее
он наклонен или наклонен 23.5 градусов от перпендикуляра. Сейчас,
где вы слышали этот бизнес на 23,5 градуса? Да, тропики
Рака и Козерога. Где-нибудь еще? Как насчет двух кругов
(Арктика и Антарктика)? Они находятся на 66,5 градусах С / Ю, но где
эти точки относительно соседних полюсов? Правильно, они
23,5 градуса к экватору полюсов. Вот почему мы даем особые
значение этих двух особых параллелей — двух тропиков и
два круга.Они связаны с наклоном Земли от
перпендикуляр.

Давай попробуем кое-что здесь.
Что, если бы вместо того, чтобы Земля наклонилась на 23,5 градуса, она была бы
наклонен на 10 градусов от перпендикуляра? Если бы это было так,
будет ли лето в Северном полушарии: теплее, чем сейчас
сейчас круче, чем сейчас, примерно так же, или не могу
рассказать?

Подумайте об этом на мгновение.Что такое
это то, что делает поверхность Земли теплой или холодной? Разве это не расстояние
от вертикального солнечного луча и продолжительности дня (аналогия с тортом)?
Что ж, в таком случае доведите дело до крайности. Не наклоняйте
Земля 10 градусов — только не наклоняйте Землю ни на какие градусы. В
Другими словами, представьте, что наклона нет. Полюса Земли находятся на
Угол 90 градусов к плоскости эклиптики. Теперь, если бы это было
в случае, если бы вертикальный луч Солнца упал на Землю на
Экватор каждый день, 365 дней в году? Да.Хорошо, если Солнце
на экваторе круглый год, не означает ли это, что вертикаль Солнца
луч НЕ перемещается ни в одно из полушарий, а вместо этого остается на
Экватор круглый год? Это тоже будет означать, что каждый день (и
ночь) длится 12 часов. Если это так, то не стал бы
летом будет прохладнее, чем сейчас? Правда вопрос не задавал
без наклона, но он просил МЕНЬШЕ наклона (10 градусов), чем мы сейчас
имеют (23,5 градуса), поэтому разве это не следует из приведенного выше примера
что, если бы это было так, то лето было бы прохладнее, чем
они сейчас?

А вы видите, что если бы наклон был
увеличился до 40 градусов, у всех нас были бы большие проблемы из-за
точка зрения температуры? В таком случае не станет ли Солнце
вертикальный луч (и связанное с ним поверхностное тепло) простирается до 40 градусов северной широты в
летом в Северном полушарии (таким образом, выходя далеко за пределы
настоящее 23.5 градусов) в полушарие, а кроме того
обеспечивая намного, намного более длинные дни (и более короткие ночи), чем мы сейчас
опыт? Лето при 130 градусах по Фаренгейту и более может быть обычным явлением. Тоже,
Вы видите, что зимы в такой ситуации (с 40 градусом
tilt) будет намного, намного холоднее, чем мы сейчас ощущаем. Холод
связано с тем, что вертикальный луч Солнца (тепло
энергия) не будет на максимальном расстоянии, как сейчас
всего 23.5 градусов к югу от экватора, но вместо этого будет 40
градусов к югу от экватора. Локации в Северном полушарии будут
быть намного дальше от вертикального луча, чем сейчас.
Кроме того, дни в Северном полушарии были бы намного короче (не так сильно
время поглощать любую инсоляцию направляется в их сторону) и ночи будут
быть намного дольше, чем сейчас — таким образом, больше времени для
скудная тепловая энергия, уходящая с поверхности Земли.

Если вы все это понимаете, значит, вы
понятно!

---

20. Параллельность .
Параллелизм — это идея о том, что, когда Земля вращается вокруг Солнца,
ось всегда направлена ​​в одно и то же место в пространстве. Где
это место, на которое указывается? Полярная звезда. Северный полюс
всегда указывал на Полярную звезду, где бы она ни находилась.
орбита вокруг Солнца. Посмотрите внимательно на рисунок ниже, и вы сможете
получить представление о важности этой идеи. Обратите внимание, что во всех
виды Земли, ось направлена ​​в том же направлении (чтобы
твое право).Задумайтесь на мгновение о последствиях этого для
год. Вы видите, что в некоторых точках орбиты Северный
Полюс наклонен к Солнцу, а в других точках — к югу.
Полюс наклонен к Солнцу?

---

А теперь давайте соберем все это вместе, посмотрев на Землю-Солнце.
отношения, которые должны быть обнаружены в четыре критических даты как
Земля вращается вокруг Солнца.

---

21. июнь
21 . Начнем с
позиция от 21 июня. Обратите внимание, что вы просматриваете изображение Земли.
слева от позиции, обозначенной красным «X» на
рисунок справа.

21 июня вы заметите, что
Северное полушарие наклонено к Солнцу. Это означает, что
Вертикальный луч Солнца падает на Землю в тропике Рака
(23.5 градусов с.ш.). Свет распространяется на 90 градусов во всех направлениях от
эта точка. В этот день вы заметите, что свет распространяется от
23,5 градуса северной широты по направлению к Северному полюсу и за ним назад
стороне полярного круга, и этот свет также простирается к
Южный полюс на лицевой стороне Северного полярного круга (66,5 градуса
S).

Обратите внимание, что на экваторе мы имеем равные
днем и ночью, но по мере продвижения к Северному полюсу от
Экваториальные дни становятся длиннее, наконец, достигнув 24 часов в Арктике
Круг (66.5 градусов с.ш.). Это сочетание долгих дней и
тот факт, что вертикальный луч Солнца находится под углом 23,5 градуса северной широты,
делает это днем ​​максимального поступления солнечной радиации в
Северное полушарие.

А у нас обратная ситуация в
Южное полушарие. Здесь, когда вы идете к Южному полюсу, дни
становиться короче, пока мы не дойдем до Южного полярного круга, за которым
нет света. Также имейте в виду, что вертикальный луч Солнца
(тепловая энергия) сосредоточена 23.5 градусов к северу от экватора —
далеко от точек в Южном полушарии. Таким образом, солнечная
энергия находится на минимуме в Южном полушарии в эту дату
(первый день зимы Южного полушария).

А теперь посмотрим. Дата 21 июня.
это начало лета в Северном полушарии и
начало зимы в Южном полушарии. Я получаю 21 июня
дата в Северном полушарии — но 21 июня в Южном
Полушарие? Мы уверены в этом? Каковы шансы, раз уж он
сейчас зима в Южном полушарии, это 21 декабря в
Южное полушарие? Шансы НУЛЬ.Сезон может
меняется по мере того, как вы перемещаетесь из одного полушария, но дата остается
одно и тоже. Просто проверяю!

Какой день лучше всего для загара? июнь
21. Вы можете подумать, что лучший день — это август, когда
температура самая высокая, но имейте в виду, что вы не запекаете
чтобы самому получить загар, вы поглощаете солнечные лучи. Эти
лучи наиболее интенсивны, когда Солнце находится ближе всего к вам. Так что пока
21 июня может быть лучшим днем ​​для загара (при условии ясного
небеса), имейте в виду, что вы можете отойти от этой даты на равную
количество дней в любом направлении и получите аналогичное
загар.

---

Теперь давайте повернем Землю против часовой стрелки на 90 градусов (3 месяца)
с числа 21 июня. Дата сейчас 21/22 сентября. Обратите внимание, что
Северный полюс по-прежнему направлен к Полярной звезде. Держать в
Имейте в виду, что мы только что сделали (вращение против часовой стрелки)
происходит постепенно, и то, что мы сейчас обсудим, эволюционировало
более трех месяцев из условий, которые мы ранее обсуждали на июнь
21.

---

22. сентября
21/22 . Отметьте, где вы находитесь — вы
находятся перед Землей на ее орбитальном пути. Ты смотришь
обратно на Землю из точки ПЕРЕДНЯЯ от нее. Солнце тебе
справа, таким образом, правая сторона Земли, на которую вы смотрите, освещена.
Земля движется по своей орбите к вам. Круг
Подсветка делит все параллели пополам. Это падение или
осеннее равноденствие в Северном полушарии, а весеннее или
весеннее равноденствие в Южном полушарии.Равноденствие — равная ночь
(и равные дни во всех местах). Для нас на севере
Полушарие, дни становятся короче по мере падения / движения Солнца
ниже в южном небе. Приближается зима. Если ты в
Южное полушарие, Солнце встает в северном небе и
дни становятся длиннее. Приближается лето.

---

23. декабрь
21 . Теперь мы будем вращать Землю
90 градусов по орбите против часовой стрелки. Примечание
что вы просматриваете изображение Земли слева от
положение, обозначенное красным «X» на графике справа.

21 декабря вы увидите, что
Южное полушарие наклонено к Солнцу. Это означает, что
Вертикальный луч Солнца падает на Землю в тропике
Козерог (23.5 градусов ю.ш.). Свет распространяется на 90 градусов во всем
направления от этой точки. В этот день вы заметите, что свет
простирается от 23,5 градуса южной широты к Южному полюсу и за его пределы
к обратной стороне Северного полярного круга, и этот свет также
простирается к Северному полюсу до передней части Арктики
Круг (66,5 градуса с.ш.).

На экваторе равный день и
ночь, но по мере продвижения к Южному полюсу от экватора дни
становятся длиннее, наконец, достигнув 24 часов у Южного полярного круга (66.5
градусов S). Это сочетание долгих дней и того факта, что
вертикальный луч Солнца находится под углом 23,5 градуса южной широты, что делает его
день максимального поступления солнечной радиации на Южном
Полушарие.

А у нас обратная ситуация в
Северное полушарие. Здесь, когда вы идете к Северному полюсу, дни
становиться короче, пока мы не дойдем до Полярного круга — за которым
нет света.Также имейте в виду, что интенсивная энергия
связан с вертикальным лучом Солнца с центром на 23,5 градуса южной широты.
экватора — далеко от точек на севере
Полушарие. Таким образом, солнечная энергия минимальна в северных регионах.
Полушарие в эту дату (первый день Северного полушария
зима).

---

24. марта
21 . Теперь мы будем вращать Землю
90 градусов против часовой стрелки. Посмотри где ты
— вы находитесь за Землей на ее орбитальном пути. Ты смотришь
на Землю из точки НАЗАД от нее, когда она вращается вокруг Солнца. В
Солнце находится слева от вас, то есть с левой стороны Земли, если вы посмотрите
горит. Земля движется по своей орбите прочь от вас. В
Круг освещения делит все параллели пополам. Это
весеннее равноденствие в Северном полушарии и осень
или осеннее равноденствие в Южном полушарии.Равноденствие — равно
ночь (и равные дни во всех местах). Для нас на севере
Полушарие, дни становятся длиннее по мере восхода / движения Солнца.
выше в южном небе. Приближается лето. Если ты в
Южное полушарие, Солнце падает в северном небе
и дни становятся короче. Зима это
приближается.

---

25. Тепло
Перенос . Как вы хорошо понимаете,
когда кажется, что вертикальный луч Солнца движется между двумя
тропиков, много инсоляции попадает в
тропические / низкие широты. В вашем учебнике указано, что между 36
градусов северной широты и 36 градусов южной широты наблюдается годовой избыток тепла.
энергия. Другими словами, в
эта область от Солнца за период 365 дней, чем уходит.
К полюсу от 37 градусов с.ш. наблюдается дефицит тепловой энергии — в
другими словами, теряется больше тепловой энергии, чем
получили.Имейте в виду, что если вы на полюсах, то день может быть 24.
часов летом, но вы не получаете много
инсоляция из-за малого угла. А в зимние месяцы
Солнце находится под очень низким углом или его не существует.

Ну, такой ситуации не может быть.
существуют очень долго. Если да, то скоро весь мир
население будет сражаться за территорию около 36 градусов северной широты и
С.К экватору с этого места было бы слишком жарко, чтобы жить,
а к полюсам было бы слишком холодно. Поскольку это не
В этом случае что-то должно вызывать выход холодного воздуха из
районы дефицита холода в районы избытка тепловой энергии,
теплый воздух выводится из зоны избытка тепловой энергии
в районы дефицита тепловой энергии. Для нас самое очевидное
Фактором в работе являются фасады, доставляющие холодный воздух с высших
широты в более низкие / более теплые средние широты.Этот воздух приближается
из Канады — это холодный воздух от дефицита тепловой энергии
область, край.

И подумайте о типичном лете
прогноз погоды для Хьюстона — такая-то высокая температура,
такая-то низкая температура И теплый влажный воздух, поступающий из
Мексиканский залив — или его разновидность. Этот теплый воздух
из Мексиканского залива проходит над нами (типичный южный ветер
лета), уходя из тропиков в середину и
верхние средние широты.Другими словами, мы все видим эту жару
перевод на работу прямо здесь, на юго-востоке Техаса в год
круглый.

Воздух важен, а ветры двигаются
на Земле много тепла / холода, но еще важнее
распределение температуры — вода (океанские течения). Воды
переход из высоких широт в средние и низкие широты
(холодные течения), и вода, движущаяся из тропических широт в
средние и высокие широты (теплые течения) несут огромные
количество энергии с ними.

Меньшее значение имеют ураганы.
Они содержат огромное количество тепловой энергии (полученной за счет испарения).
над тропическими океанами), которые переносятся в средние широты и
выделяется в процессе конденсации (дождь).

---

26.Когда мы рассматриваем только Latitude как элемент управления, мы знаем, что
низкие широты (скажем, от экватора примерно до 30 градусов
С / Ю) являются самыми теплыми в течение года (ежегодно). Почему?
Что ж, давайте рассмотрим вопрос с точки зрения нашей аналогии с тортом. Мы
необходимо учитывать как температуру, так и время.

Мы знаем, что в этих широтах
Солнечный луч всегда находится вертикально или почти вертикально, поэтому
значительный объем тепловой энергии доступен региону
в течение года.Кроме того, продолжительность дня всегда 12.
часов на экваторе, и по мере того, как мы движемся к полюсу к 30 градусам
С / Ю продолжительность дня постепенно увеличивается до 13/14 часов в
летом (и работает от 10 до 11 часов зимой). Таким образом,
с сильным солнечным лучом и умеренными днями круглый год, вы
ожидается, что годовая температура будет относительно
теплый.

---

27.И, как и следовало ожидать, ежегодно высокий
широты (от 60 до 90 градусов северной широты) самые холодные. Учтите: во время
более прохладные месяцы поздней осени, зимы и ранней весны
мало или совсем нет угла Солнца (инсоляция) и, следовательно, мало или совсем нет дневного света
(время) на эти примерно шесть месяцев. В конце весны, летом
и ранние осенние месяцы, в то время как у нас бывают очень длинные дни
(до шести месяцев на полюсе) Солнце находится либо на
горизонта или чуть выше него, поэтому тепловая энергия
имеется в наличии.

---

28. Пока все хорошо. Все так, как вы и подозревали. В
Экваториальные районы — самые теплые, а полярные — самые теплые.
самый холодный в течение года. Теперь давайте посмотрим на вещи
сезонно. Имейте в виду, когда мы говорим о сезонах, у нас два
полушариях, и что времена года в этих
полушария.Когда в Северном полушарии лето, это
зима в Южном полушарии. Тоже имейте в виду, что пока
лето всегда лето (лето всегда «теплый» сезон),
лето не всегда июль. Зависит от того, в каком ты полушарии
дюйм

В зависимости от сезона высокие широты
самые холодные — как вы и думали. После
все, когда у вас есть место, в котором в холодное время года есть и
мало солнечного угла и мало дневного света, вы должны ожидать, что это будет
холодный.

---

29. Давайте теперь рассмотрим летнюю (высокое Солнце) ситуацию, скажем, 25.
до 35 градусов С / Ю. На самом деле мы можем использовать Техас в качестве примера, поскольку
большая часть штата попадает в эти широты — и я подозреваю
что большинство из нас согласятся, что наше лето кажется ужасно жарким. Почему
это?

В наш летний сезон Солнце
примерно от 82 до 83 градусов над южным горизонтом в
Хьюстон.Не на 90 градусов, как на экваторе в день равноденствия, а
по-прежнему 80 плюс градусов — это довольно много. Это означает, что Солнце,
в то время как не вертикально над головой, очень близко к вертикали, и как
В результате мы получаем много инсоляции. Кроме того, наши дни
длиться около 14 часов. Самая теплая с 25 до 25
градусов северной широты в летний сезон, потому что здесь оба луча
(инсоляция) и время.

Тогда почему по дороге не становится теплее?
к полюсу? Почему от 25 до 35 градусов северной широты самые теплые
не от 40 до 45 градусов С / Ю? Ведь поскольку эти широты
живем дольше, чем мы здесь, в южном Техасе,
разве они не должны быть теплее?

Не забывайте, что требуется
ДВА вещи для выпечки торта — время и температура.Как один
продолжает идти к полюсу от 23,5 градуса северной широты, правда,
дни становятся длиннее (в июне на 24 часа к полюсу 66,5 градуса северной широты)
21), но по мере того, как дни становятся длиннее, угол Солнца падает.
в небе и, следовательно, меньше тепловой энергии
имеется в наличии.

---

30.Конечно, есть и другие элементы управления, которые влияют на
температура в дополнение к широте. Пока мы обсуждаем
климатические элементы управления по одному, если бы мы действительно хотели объяснить
почему место испытывает такую ​​погоду / климат, мы бы
необходимо рассматривать все элементы управления вместе. Нас там нет
пока — но мы будем в конце курса. Однако вы делаете
нужно иметь в виду, что есть и другие элементы управления. Эти
контроль будет включать:

Воздушные массы .Фронты
а ветры могут переносить большие объемы воздуха в регион,
температура и влажность сильно отличаются от
жилая воздушная масса. Подумайте об очень холодном и сухом «синем».
северяне », которые иногда бывают в Техасе зимой.

Континентальность .
Это идея, что земля и вода не нагреваются и не охлаждают
выкл по той же ставке. Подумайте о Галвестоне и
Даллас.

Океан
Токи . Есть как теплые
и холодные токи. Джексонвилл, штат Флорида, имеет теплый ток от
побережье, Лос-Анджелес имеет холодное течение. Хотя оба прибрежные
в их местонахождении их климат значительно
разные.

Гора
Барьеры 903 15. Горы могут блокировать
теплый или холодный воздух и тем самым оказывают значительное влияние на
климат места.

Высота .
Места, расположенные между 25 и 35 градусами северной широты, вполне могут быть
самый теплый сезон, но в таких местах все еще может быть
покрытые снегом горные вершины круглый год.

---

31. Температура — это мера молекулярной активности.Быстрее
чем выше скорость молекул, тем выше температура. В
чем ниже скорость молекул, тем ниже температура.
Температура измеряется термометрами.
( термо / тепло,
метр / к
мера). Разработан ряд шкал, которые в настоящее время находятся в стадии разработки.
используется для измерения температуры. Самый популярный (с плавкой
точка льда и температура кипения воды) равны: по Фаренгейту (32
и 212 градусов F), Цельсия (0 и 100 градусов C) и Кельвина (273
и 373 Кельвина).В этом классе мы будем использовать шкалу Фаренгейта.
потому что это наиболее часто используемая шкала в этой стране —
обратите внимание на свой вечерний прогноз погоды. Если вы берете лабораторию с
В этом курсе упор будет сделан на градусы Цельсия.
шкала.

---

32. В своей повседневной жизни вы встретите много разных
выражения температуры.Наш интерес к этому классу будет
с температурой воздуха. Но есть и другие типы температур.
Вы должны хотя бы немного познакомиться с ними. Один из них
то, что называется разумной температурой. Разумная температура — это как
ощущается на коже в отличие от температуры воздуха,
измеряется термометром. На ощутимую температуру влияют:
не только температура воздуха, но и относительная влажность, ветер
скорость и солнечная радиация.

Вы, несомненно, слышали метеоролога
говорить о чем-то вроде разумной температуры —
холодный ветер. Холодный ветер — это измерение, учитывающее
температура воздуха и скорость ветра. Но вы, несомненно, признаете, что
есть и другие факторы, влияющие на определение «температуры».
ты чувствуешь. Холодный сухой воздух может быть очень холодным, но холодный влажный воздух может
сделать несчастным. И в сочетании с хорошим сильным ветром
добавляет лишь еще один слой страданий.

Вспомните те времена, которые вы видели на
Новости: люди катаются на лыжах в шортах и ​​без рубашки. Находятся
они холодные? Им, наверное, холодно, только если они упадут в
снег или если они катятся на лыжах в тени. Температура воздуха
конечно холодно, но на сухом горном воздухе и при ярком
Солнце выше и солнце отражается от снега, лыжники
получая много радиации, помогая компенсировать переохлаждение
тенденции температуры воздуха.

Если вы когда-нибудь были
высота, вы можете относиться к ситуации лыжника. Если ты стоишь
на солнце температура может быть очень приятной. Но если ты
отступите в тень, температура очень быстро упадет. В
температура воздуха как на Солнце, так и в затененной области одинакова,
но на вашей коже они ощущаются совсем по-другому. Вот почему, когда ты
повесьте термометр на улице, вы должны повесить его в тени. С участием
термометр, которым вы пытаетесь измерить температуру воздуха.Если
вы повесите градусник на солнце, вы действительно будете измерять
температуры воздуха, но, кроме того, в показании будут учитываться любые
тепло, выделяемое в результате попадания излучения на термометр
что приводит к более высокому показанию температуры воздуха.

---

33. Мы вполне можем вскользь упомянуть о разумной температуре.
однако время от времени в этом курсе мы будем уделять основное внимание
быть на температуре воздуха.

Пока температура и другая погода
показания элементов в прошлом обычно снимались
инструменты, помещенные в укрытия, такие как те, что изображены в вашем
учебник, сегодняшние чтения с большей вероятностью будут
станции, такие как изображенные ниже. Буквально тысячи
таких измерительных станций в нашей стране и по всему миру
ежедневно снимать показания погоды и отправлять их в
центральные пункты сбора, где они составлены и нанесены на карту.Этот
информация составляет основу прогнозов погоды для всех нас
знакомы с. Эта же информация в долгосрочной перспективе
обеспечивает основу для климатической статистики.

---

34. По мере прохождения курса мы будем использовать ряд
термины, связанные с температурой. На данный момент вы должны быть уверены
что вы понимаете каждое из следующих утверждений:

Среднесуточное значение
Температура .Среднесуточное значение
температура достигается путем обеспечения ежедневной температуры
в среднем. Это можно рассчитать несколькими способами. Большинство
обычным является усреднение максимальной и минимальной температуры для
день. Другой метод — усреднение почасовой
показания температуры. Вы должны быть осторожны при использовании этого
температура при попытке дать кому-то представление о том, что
температуры, которые они могли бы ожидать при данном
место расположения.Галвестон, находящийся под влиянием его близости к побережью,
может иметь среднесуточную температуру 80 градусов по Фаренгейту
летом (75 градусов по Фаренгейту для низкого уровня, 85 градусов по Фаренгейту для
высокая). В Лас-Вегасе может быть такое же среднее значение (80 градусов по Фаренгейту), но
их низкий может быть 50 градусов по Фаренгейту, а их высокий — 110 градусов по Фаренгейту.
Одна и та же средняя дневная температура, два очень разных набора
температуры, с которыми нужно бороться.

Суточный диапазон
Температура .Суточный диапазон
температуры — это разница между высокой и низкой
температуры для данного дня. В приведенном выше примере
дневной диапазон будет 10 градусов по Фаренгейту, в то время как в Лас-Вегасе будет
дневной диапазон 60 градусов F.

среднемесячное значение
Температура . Среднее значение за месяц
температура — средняя температура за месяц. Это
обычно достигается путем сложения дневных средств и разделения
результат по количеству дней в месяце.

Среднегодовое значение
Температура . Среднегодовая
температура — это просто среднее значение 12-месячной температуры
средства.

Годовая температура
Диапазон . Годовая температура
ассортимент — это разница между средствами самого теплого и
самые холодные месяцы.

---

35.Как вы понимаете, пытаясь разобраться в сотнях
или даже тысячи показаний температуры по всей территории Соединенных Штатов
было бы непростой задачей. Карта погоды, показывающая такие данные, могла бы
быть не более чем огромной массой непонятных чисел. Как
есть смысл во всех этих числах? Метеорологи используют
изотерм
( iso / равно,
термов / температура
— линии равной температуры) для выполнения задачи.Изотермы,
Обычно рисуются с интервалом от 5 до 10 градусов, это удобный метод
для отображения температуры. В принципе, эта идея очень похожа
к контурной линии в геологии — контурные линии
линии, соединяющие точки равной высоты.

На рисунке ниже изображен неокрашенный
карта погоды с несколькими метеостанциями на ней и серией
изотермы, нарисованные с интервалом 10 градусов F.Такая графика — это
значительное улучшение по сравнению с картой, изображающей простое отображение
данные. Но сама такая карта может быть значительно улучшена за счет
добавление цвета. Здесь можно одним взглядом получить обзор
Градации температуры по стране.

---

36. Теперь у нас есть некоторое представление о том, что нужно для получения тепла.
энергия Солнца на поверхность Земли.Теперь вопрос в том, как
это тепловая энергия, поглощаемая Землей, а затем распределяемая
вверх в атмосферу? В этом задействованы три механизма.
процесс: проводимость, конвекция и излучение. Давайте теперь возьмем
присмотритесь к каждому из них.

---

37.
Радиация .
Радиацию можно определить как передачу тепловой энергии посредством
электромагнитные волны — не требуется транспортная среда — нет
твердые, без жидкости, без газа, без земли, без воздуха не требуется.Он находится в
таким образом энергия от Солнца передается Земле.
Здесь часто используется термин «инсоляция». Подумайте о Солнце
тепло на лице холодным зимним днем. Вы входите в
тени и становится холодно. Радиация приходит на Землю из
Солнце как коротковолновое излучение — это просто означает, что расстояние
между электромагнитными волнами есть «короткие». Радиация
поглощается поверхностями, которых достигает, а затем повторно излучается обратно
в атмосферу в виде длинноволнового (или инфракрасного) излучения.

Подумайте: зимнее утро с тяжелым
мороз. Когда вы едете на работу или в школу, вы замечаете, что ваша крыша
вместе с несколькими другими в вашем районе покрыты
иней, в то время как на других иней виден только по краям
крыша. Что тут происходит? Что ж, если вы тот, у кого есть
крыша покрыта инеем, может быть, у вас много утеплителя
в потолке? По соседству вы замечаете, что единственный иней на вашем
соседская крыша по краям (выше карниза).Может ли это быть
что с такой небольшой изоляцией, что у него много тепла
изнутри дома, таким образом нагревая нижнюю часть его
крыша и предотвращение образования наледи?

И как только вы поворачиваете за угол, вы видите
небольшой самолет местной энергетической компании, летящий над головой. В виде
вы позже узнаете, самолет делает инфракрасные фотографии
район. Примерно через неделю вы получите открытку от
им по почте, указав, что на основе их анализа их
фото района, у вас один из самых «тесных» домов
в районе — очень минимальные потери тепла.Улыбаясь твоему добру
удачи, позже вы узнаете, что ваш ближайший сосед решил
воспользоваться услугами энергетической компании для проведения аудита его
домой, чтобы узнать, как он может сделать свой дом более энергичным
эффективный.

---

38.
Проводимость .
Как только излучение нагревает поверхность, как тепловая энергия
переносится в воздух выше (чтобы затем двигаться ветром)?
По процессу проведения.Проводимость можно определить как
передача тепла от молекулы к соседней молекуле с теплом
перетекает от более теплого объекта к более холодному.

Посмотрите на рисунок ниже. Бар
помещается над пламенем, и тепло передается стержню, а затем,
удерживая планку на месте, тепло медленно движется вниз по
пламя до такой степени, что оно становится слишком горячим, чтобы его можно было удерживать. Пока это
стержень может очень эффективно проводить тепло, в отличие от
все вещества.В целом твердые вещества, как правило, проводят тепло лучше, чем
жидкости, и жидкости, как правило, лучше проводят тепло, чем
газы. Поскольку мы озабочены атмосферой, мы заинтересованы в том, чтобы
в первую очередь с газами — беднейшими проводниками
нагревать.

В повседневной жизни можно многое увидеть
свидетельств плохих проводящих качеств воздуха. Подумайте о
зимнее пальто. Пальто в холодный зимний день предназначено НЕ для того, чтобы
не позволяйте холодному воздуху попадать в вас, а лучше держать теплый воздух ВНУТРИ.Разве это не та же идея, которая работает, когда кто-то накладывает их
одежда? Каждый слой одежды окружен тонким слоем
воздух, и именно этот тонкий слой воздуха (плохой проводник тепла)
препятствует выходу теплого воздуха из-под
одежда.

Если вы носите пальто и пальто
промокнет, вы быстро попадаете в большие неприятности, так как тепло тела
проводится в более прохладную воду, и вы остываетесь (возьмите
температура воды).В крайнем случае подумайте о проблеме
человека, брошенного в холодный океан после кораблекрушения.
Проводимость передает тепло тела (98,6 градусов по Фаренгейту) на
гораздо более холодная океанская вода, которая полностью окружает, и в
контакт с телом. Температура тела быстро упадет
часто в результате наступает смерть.

Или подумайте об использовании изоляции в
дом. Когда на чердаке ставят утеплитель, он содержит много
воздуха.Эту область воздуха очень трудно нагреть или охладить. В
воздух в изоляции помогает предотвратить утечку тепла (или
прохлада) из жилого помещения внизу. Со временем, как утеплитель
оседает, теряются его изоляционные качества.

Поскольку воздух является плохим проводником
тепла, поскольку вы могли подозревать, что проводимость очень трудно
нагреть воздух на любую большую высоту. В нескольких футах над землей
температура может быть намного холоднее или теплее поверхности.Для
например, обычно рекомендуется, чтобы при размещении
термометр снаружи для измерения температуры воздуха, который прибор
находиться на высоте примерно пяти футов от земли (и в тени). В
в пяти футах от очень теплого слоя прямо на
поверхность, вызванная проводимостью (например, это может быть 90 градусов по Фаренгейту)
на высоте пять футов, но 110 градусов по Фаренгейту у земли теплым летом
день). Вы должны поместить термометр в тень, чтобы достать его
солнечного излучения, что приведет к ложным показаниям
повышение температуры самого инструмента (и,
проводимость, показание температуры).

---

39.
Конвекция .
И, наконец, процесс конвекции, который мы могли бы
определить как передачу тепла в газах или жидкостях, как эти
газы / жидкости движутся. Мы также можем думать об этом как о вертикальном
движение (вверх или вниз) воздуха в атмосфере.Некоторые из вас могут
слышали, как кто-то называл грозу летним днем
конвекционная буря. Здесь имеется в виду, что шторм вызван
интенсивным прогревом (излучением) земли днем
высокий угол солнца и долгий летний день. Тепло согретого
поверхность затем переносится в воздух наверху. Тогда этот теплый воздух
поднимается (конвекция) и остывает до точки конденсации. Облака
образуются, часто после проливных дождей.Конвекция важна
для вертикального перемещения воздуха через атмосферу с поверхности
вверх (а иногда сверху вниз к поверхности).
Конвекция также влияет на перемещение воздуха из более теплых регионов.
Земли (тропиков) в высшие широты и порок
наоборот.

Конвекция — это вертикальное движение или
воздуха. Но как насчет того, что мы с вами чувствуем ежедневно — горизонтальное
движение или воздух? Такой воздух называется адвекцией.«

Обратите внимание на рисунок ниже, что теплый
поднимающийся (более легкий) воздух поднимается вверх. Когда этот воздух покидает
поверхность, другой более прохладный, более плотный воздух поступает, чтобы заменить
поднимающийся теплый воздух. Когда воздух поднимается вверх, он не гаснет
в космос. Ряд сил действует, вызывая подъем,
охлаждающий воздух распространяться (расходиться), а затем начинает падать
к поверхности (спадать). Достигнув поверхности, воздух
начинает двигаться к областям, которые нагреваются и поднимаются.Это классический цикл конвекции. Мы обсудим это в
подробнее, когда мы перейдем к элементу управления: Давление.

Мы обсудим конденсацию и
осадки тоже будут позже, но пока имейте в виду, что там
как минимум два условия, которые должны быть выполнены, чтобы иметь
конденсация и / или осадки. Один: влага (водяной пар)
должен присутствовать в атмосфере; и (2) температура
воздух, содержащий влагу, должен падать.Вы можете видеть по этому
Графика, почему летом часто бывает послеобеденный дождь
месяцы. Солнце греет землю; поднимается теплый (и влажный) воздух; Это
расширяется и остывает до конденсации и дождя. Думать о
тропический лес, расположенный вдоль экватора. Тепло ли
Экватор круглый год? Как вы думаете, почти каждый день мы
обнаружит, что теплый воздух поднимается, охлаждается, конденсируется и
идет дождь?

---

40.Давайте соберем все это вместе с парой примеров. Вы ездите
в школу за класс. Наружная температура составляет 25 градусов по Фаренгейту.
Вы запираете машину, идете на занятия и по возвращении находите как
Вы открываете дверцу машины, что температура внутри почти 80
градусов по Фаренгейту! Что тут происходит?

Коротковолновое излучение Солнца
пробивая окна автомобиля, ударяется о приборную панель, рулевое колесо
и сиденья и впитывается.Утепленные поверхности внутри автомобиля, путем
проводимость, согрейте воздух наверху. Затем нагретый воздух поднимается и закручивается.
о внутри машины. Вы возвращаетесь к машине, открываете дверь и
ударить струей горячего воздуха — не в ноги, а в лицо
когда теплый (и легкий) воздух выходит из машины и движется вверх через
атмосфера.

Или скажите, что собираетесь навестить свой 105
летний дедушка в глубоком восточном Техасе.Этот старик не в
современные удобства — например, центральное отопление. Холодно — 20 градусов
F. Никакого тепла в доме, когда вы собираетесь ложиться спать. Теперь ваша очередь
уже прошли это упражнение во время предыдущих посещений, чтобы вы знали
что делать.

Перед тем, как лечь в постель, внимательно
разложите одежду, которую вы будете надевать утром. Сейчас,
собираясь лечь в постель, вы замечаете, что кровать покрыта четырьмя
или пять стеганых одеял ручной работы — не те, что дешевы,
легкий ватин, а точнее настоящий Маккой — с
много плотного хлопкового ватина.Вы знаете, что вам нужно решить
прямо сейчас, когда вы ложитесь спать, в каком положении вы собираетесь
хочу взять на ночь. Потому что однажды в постели не будет
переворачивание — лоскутное одеяло будет держать вас прижатым к бугристым
матрас в одном положении всю ночь. Тяжело, но эффективно.
Нет ли между каждым одеялом прослойки воздуха? Воздух содержал
внутри будет держать вас в тепле.

Утро прибывает в 4:30 утра с
Бабушка с силой хлопнула в дверь.»Пора вставать! Это грешно
спать после рассвета! »Опять же, вы бывали здесь раньше. Вы знаете
что единственным источником тепла в доме является единственный газовый обогреватель в
кухня. Хитрость в том, чтобы вскочить с кровати, схватить одежду, которую вы
выложил накануне вечером, наденьте их, пока идете в
кухня. И бабушка потребует, чтобы ты был полностью одет
перед тем, как появиться на кухне. Вы делаете это, не замерзая, чтобы
смерть по пути.

Когда вы приближаетесь к огню, вы
осторожно, чтобы джинсы не касались задней части ног.В
бушующий обогреватель за считанные минуты вернет заднюю часть джинсов к
фурункул. Небольшой наклон колен в неправильном направлении
стоил вам всех волос на задней части ног. Это не радиация
замечательный!

Получил
Это?

---

41. На приведенном ниже рисунке изображена довольно известная фотография, сделанная
Астронавты НАСА с Луны оглядываются на Землю.Почему это
что вы можете увидеть Землю? Это потому, что процент от общего
свет, исходящий от Солнца, отражается от Земли
обратно в твои глаза. Этот отраженный свет называется планетарным.
альбедо — некоторые могут назвать это «сиянием земли». Мы можем определить альбедо как
отражение лучистой энергии, выраженное в процентах, и
этот процент зависит от поверхности. Из всех
инсоляция, приходящая на Землю, примерно 30 процентов
отражается обратно в космос и никогда не достигает поверхности Земли.Опять же, поэтому вы можете увидеть Землю на фотографии, сделанной с
поверхность луны.

В дополнение к планетному альбедо
потеряно, еще примерно 20 процентов потеряно через
рассеяние, поглощение и отражение при прохождении лучистой энергии
через атмосферу на пути к поверхности Земли. Принадлежащий
солнечное излучение, достигающее внешнего слоя атмосферы,
только около 50 процентов в среднем действительно достигают земных
поверхность.И из 50 процентов, которые проходят тогда,
в зависимости от поверхности, может быть, до 95
процент этого может быть отражен обратно и потерян для
поверхность.

Вы заметите в таблице, что
сопровождает фотографию НАСА, показывающую, что скорость альбедо варьируется
значительный. Позвольте обратить ваше внимание на два пункта в
специфический.

Во-первых, глядя на проценты,
обратите внимание, что они сильно различаются в зависимости от поверхности
столкнулся.Во-первых, если посмотреть на процент свежего снега
(От 75 до 95 процентов) вспоминают наше предыдущее обсуждение
угла Солнца на высоких широтах. От 75 до 95 процентов
рисунок поможет вам лучше понять, почему зимой
заснеженные поверхности Канады (или России) имеют такую ​​низкую
температуры? Мало того, что (1) угол Солнца низкий, поэтому мало тепла
энергия получена на квадратную милю, и (2) дней меньше, чтобы
у солнечной радиации относительно мало времени
полученный, и долгие ночи, дающие много времени для скудных
количество полученного солнечного излучения должно быть потеряно, но (3) даже
какое небольшое количество излучения может действительно попасть на поверхность, очень высокий
процент отражается обратно и, таким образом, теряется на поверхности для
цели отопления.

Во-вторых, обратите внимание на большой разброс в
альбедо для воды (от 5 до 80 процентов). Почему такой широкий
вариация? Обратите внимание на фото НАСА, что самый темный цвет
видно это из океана. Наверняка облака будут
связаны с высоким альбедо, как и более светлые
суши. Но вода в океане? Когда Солнце находится над головой или
почти так, вы видите, что огромный процент радиации будет
быть поглощенными темно-синими океанами по отношению к суше? Тем не мение,
по мере продвижения к полюсу угол Солнца будет уменьшаться, отражение
увеличится, как и альбедо.В результате то, что мы обычно
найти в высоких широтах очень холодную землю (среди прочего
вещи, результат высокого альбедо над заснеженными поверхностями)
и относительно холодная вода (среди прочего, результат высокого
скорости альбедо над водой).

---

42. Атмосфера состоит из нескольких газов и нескольких газов.
из них непосредственно и непосредственно полезны для жизни на Земле —
кислород для животных, углекислый газ для растений, которые
быстро приходят в голову.Кроме того, некоторые из этих газов экранируют
от вредных лучей (особенно тех, которые связаны с раком кожи), и
конечно, атмосфера очень важна, потому что
изолирует / удерживает земное излучение — без которого
Земля испытает резкие перепады температур.

По наличию в
атмосфере, наиболее распространенными газами являются азот, кислород и
аргон — ничто из этого не имеет прямого значения для погоды.Тем не мение,
эти три газа составляют в среднем около 99,9% наших
атмосферные газы. Вместе остальные газы, составляющие
атмосфера составляет лишь 1/10 одного процента присутствующих газов
— к ним относятся два газа, которые имеют важное метеорологическое значение:
углекислый газ и водяной пар.

---

43.Важность углекислого газа лежит больше в сфере
климатология, чем метеорология. Этот газ обладает способностью поглощать
уходящая длинноволновая лучистая энергия и тем самым нагревая Землю.
Исходя из различных источников, в первую очередь извержений вулканов,
гниющая растительность и сжигание ископаемого топлива, углерода
диоксида, в процентах от атмосферы, растет в течение
несколько веков. Этот газ наиболее тесно связан с теми
которые объясняют его рост глобальным потеплением.Это
спорная теория и довольно подробно освещена в вашем тексте.
А пока давайте просто вспомним, что все подобные понятия имеют
две стороны — и, кроме того, небольшое глобальное потепление может быть хорошим
для многих людей. Попробуйте сказать русскому или канадцу, что
глобальное потепление — это все плохо!

---

44.Водяной пар — это газообразная форма воды без цвета и запаха.
Этот газ, в основном, находится в самых нижних слоях
атмосфера, имеет способность поглощать ОБЕИХ входящие короткие волны
солнечная радиация И уходящая длинноволновая земная радиация. В
кроме того, водяной пар, в отличие от большинства атмосферных газов, изменяется
состояния при температурах на поверхности Земли. Как вода
пар меняет состояние, тепло поглощается или выделяется
молекула воды.Это тепло — источник энергии, который движет нашими
погода и штормы. Представьте себе ураган. Буря формируется над
тропические океаны. Здесь он поглощает огромное количество тепла в виде воды.
испаряется в шторм. Затем ураган переходит в
средние широты, где и влажность, и тепло
выпущенный.

Количество водяного пара в воздухе варьируется
широко в зависимости от ряда факторов. Обычно теплый, тропический
места содержат значительно больше водяного пара, чем холоднее
полярные локации.Разве не в этом вся суть сушилки для белья?
В сушилках для одежды не используется холодный воздух (такой воздух не выдерживает
больше воды). Вместо этого теплый воздух широко используется вместо горячего.
Такой воздух с его повышенной способностью удерживать влагу побуждает
испарение с мокрой одежды.

Многие из вас, несомненно, слышали
говоря: «Слишком холодно для снега». Это просто напоминание о том теплом
воздух может удерживать больше влаги, чем холодный.И если у нас действительно
низких температурах, в воздухе может быть так мало влаги, что
ожидается лишь очень небольшое количество снега.

Рассмотрим Антарктиду. Ты можешь подумать
в таком покрытом снегом и льдом месте будут возникать значительные
ежегодные снегопады. Это не так, и мы все должны быть
благодарный. Температура в Антарктиде настолько низкая, что воздух
удерживает очень мало влаги, поэтому почти не выпадает
(может быть, на пару дюймов в год).Тогда при чем здесь все
откуда идет снег / лед? Это было давно. Думать о
Это. Если в Антарктиде выпадало много снега, и он продолжал оставаться
холодно, как сейчас, у нас было бы очень мало таяния или
испарение. Таким образом, за короткое время снежный покров увеличится;
толщина ледяных щитов увеличится, и мы, вероятно,
увидеть возвращение в ледниковый период.

---

45.Еще один газ, на который стоит обратить внимание, — это озон. Большая часть этого газа
сосредоточена на высоте от 12 до 18 миль. Озон, чья «дыра» находится в
новости время от времени имеет способность поглощать определенные
части коротковолнового спектра (ультрафиолет). Действуя как
экран, озон играет важную роль в удержании этих вредных лучей, которые
было показано, что они вносят основной вклад в формирование определенных типов кожи
раки до минимума. На рисунке ниже изображена знаменитая «дыра».
в озоне.

---

46. ​​Газы — не единственные компоненты, которые можно найти в атмосфере. Твердый
такие частицы, как пыль, пыльца, споры и тому подобное, находятся в
изобилие, особенно на самых нижних уровнях. Подумайте о
в прошлый раз вы устроили в доме действительно хорошую уборку. Пылесосить,
пыль, Спик и Спэн — целых девять ярдов.Затем вы проходите мимо
одна из недавно убранных комнат и вижу, как солнце светит в окно
и всякая «пыль», плавающая в воздухе. Мораль этого
история — атмосферные частицы присутствуют всегда, особенно в
самые нижние уровни атмосферы. Это солнечный свет, будучи
отражаются и рассеиваются этими частицами, которые вызывают
красивые оранжевые и красные восходы и закаты, которые так
видное место в более засушливых частях нашей суши и вдоль
наши берега (частицы соли).

Твердые частицы в атмосфере
также важно с точки зрения погоды. В конденсации
процесса, необходимо, чтобы твердые частицы присутствовали в
чтобы водяной пар мог конденсироваться
вокруг. Мы обсудим эту тему более подробно в
более поздняя единица.

На следующих рисунках изображено несколько
основных источников твердых частиц.

---

47. Вулканы (гора Сент-Хеленс, США).

---

48. Пыльные бури. Канзас (фото 1) и над Эфиопией и Красным
Море (фото 2).

---

49.Пожары. Лесной пожар в Калифорнии (фото 1) и большой лес
пожары во Флориде (фото 2, см. красный цвет на востоке
берег).

---

50. Загрязнение. Загрязнение воздуха над Мехико (фото 1). Масляные пожары
в Кувейте (фото 2).

---

51.Атмосфера обычно делится на четыре слоя на
основа температуры. Самый нижний слой, тропосфера
(тропо / перевернуть или изменить), будет в центре внимания нашего
внимание. Тропосфера простирается вверх примерно на 10–12 миль.
экватора и постепенно опускается в высоту примерно до пяти-шести
миль над полюсами. Когда человек поднимается в тропосферу,
температура падает в среднем примерно на 3,5 градуса по Фаренгейту на 1000
ноги. Это изменение температуры довольно постоянное и часто бывает
называется экологической погрешностью, а иногда и нормальным погрешностью
показатель.Отсюда следует, что температура поднимется на 3,5 градуса по Фаренгейту.
на 1000 футов при спуске к поверхности.

Это в тропосфере, и особенно
в первых 3000–5000 футов тропосферы (так называемая
Пограничный слой), который мы находим практически в любую погоду. Этот
здесь находится большая часть водяного пара, а также большая часть
твердые частицы. Вот тучи, фронты и бури.Вы часто слышите, что тропосфера называется «Погода
Сфера »

Выше тропосферы, от 10 миль до
примерно в 30 милях над поверхностью Земли лежит стратосфера.
Здесь температура начинает расти из-за присутствия озона.
В стратосфере мало погоды, так как этот слой
содержит очень мало влаги. Хотя извержения вулканов могут бросить
твердые частицы в этот слой, мало твердых частиц
обычно встречаются на этих высотах.Из-за отсутствия облаков
и штормы, это предпочтительный район для авиаперелетов. Думать о
последний раз, когда вы летели. Глядя в окно, большая часть облаков
(кроме нескольких сильных гроз) были ниже
ты.

Слои над стратосферой (
мезосфера на расстоянии от 30 до 50 миль и термосфера на расстоянии от 50 до примерно
300 миль) не являются метеорологически значимыми.

---

Вы завершили Блок 2:
Широта .Возможно, вы захотите проверить свои знания
материал, представленный в этом разделе, проработав несколько
Выбор и вопросы викторины «верно-неверно», а также стиль эссе
Обзорные вопросы доступны по телефону
Раскрывающийся курс расположен в шапке этой страницы.