-
Пройти Антиплагиат ©


Главная » Рефераты » Текст работы «Лучистая энергия в атмосфере.»


Лучистая энергия в атмосфере.

Содержание
Введение
1. Понятие Лучистой энергии
2. Лучистая энергия в атмосфере и у поверхности земли
3. Перенос лучистой энергии в атмосфере
4. Влияние лучистой энергии на организм человека
Заключение
Список использованной литературы

Дисциплина: Астрономия и космонавтика
Вид работы: курсовая работа
Язык: русский
ВУЗ: ---
Дата добавления: 9.05.2018
Размер файла: 245 Kb
Просмотров: 2379
Загрузок: 10

Все приложения, графические материалы, формулы, таблицы и рисунки работы на тему: Лучистая энергия в атмосфере. (предмет: Астрономия и космонавтика) находятся в архиве, который можно скачать с нашего сайта.
Приступая к прочтению данного произведения (перемещая полосу прокрутки браузера вниз), Вы соглашаетесь с условиями открытой лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная (CC BY 4.0)
.

ВВЕДЕНИЕ 
 
Актуальность темы: Общеизвестно, что радиационные процессы играют центральную роль в атмосферном тепло-энергообмене и, следовательно, в формировании климата Земли, так-как «глобальные долговременные динамические процессы регулируются реальными притоками тепла, среди которых одним из главных является лучистый».
Лучистая энергия Солнца является основным, а практически единственным источником тепла для поверхности Земли и для ее атмосферы. Радиация, поступающая от звезд и от Луны, ничтожно мала по сравнению с солнечной радиацией. Также ничтожно мал и поток тепла, направленный к земной поверхности и в атмосферу из глубин Земли.
Часть солнечной радиации представляет собой видимый свет. Тем самым Солнце является для Земли источником не только тепла, но и света, важного для жизни на земной поверхности. Лучистая энергия Солнца превращается в тепло отчасти в самой атмосфере, но главным образом на земной поверхности. Она идет здесь на нагревание верхних слоев почвы и воды, а от их и воздуха. Нагретая земная поверхность и нагретая атмосфера в свою очередь сами излучают невидимую инфракрасную радиацию. Отдавая эту радиацию в мировое пространство, земная поверхность и атмосфера охлаждаются.
Атмосферные процессы связаны с влияниями, идущими как сверху, из космоса, так и снизу, от земной поверхности. Источником энергии атмосферных процессов в основном является солнечная радиация (солнечное излучение), приходящая к Земле из мирового пространства. Именно лучистая энергия Солнца превращается в атмосфере и на земной поверхности в теплоту, энергию движения и другие виды энергии. Но солнечные лучи больше нагревают земную поверхность, чем непосредственно воздух, а уже между земной поверхностью и атмосферой происходит оживленный обмен тепла, а также и воды. Строение земной поверхности, ее рельеф имеют значение и для движений воздуха. С влияниями земной поверхности (нагревание, запыление) в определенной степени связаны и оптические свойства атмосферы, и ее электрическое состояние.
Объектом исследования является лучистая энергия  в атмосфере.
Целью курсовой работы является исследование лучистой энергии в атмосфере.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- рассмотреть понятие Лучистой энергии ;
- исследовать лучистую энергию в атмосфере и у поверхности земли;
- изучить перенос лучистой энергии в атмосфере;
- выявить влияние лучистой энергии на организм человека .
Структурно курсовая работа состоит из введения , четырех разделов, заключения и списка использованной литературы.
 
 
1. Понятие Лучистой энергии
 
Лучистая энергия - это некий эталон для человеческой цивилизации, являющийся основой его бытия и своеобразным энергоинформационным каркасом, на котором как раз все и держится[4, с. 39].
Основным источником энергии почти для всех природных процессов, происходящих на поверхности земли и в атмосфере, является лучистая энергия, поступающая на Землю от Солнца. Энергия, поступающая к поверхности земли из глубинных ее слоев, выделяющаяся при радиоактивном распаде, привносимая космическими лучами, а также излучение, приходящее к Земле от звезд, ничтожно малы по сравнению с энергией, поступающей на Землю от Солнца. 
На рисунке 1  представлена лучистая энергия атмосферы[2, с. 71] 

Рис. 1. Реализация лучистой энергии в атмосфере
 
Спектральный состав солнечной радиации: На интервал длин волн между 0,1 и 4 мк приходится 99% всей энергии солнечной радиации. Всего 1% остается на радиацию с меньшими и большими длинами волн, вплоть до рентгеновых лучей и радиоволн. Видимый свет занимает узкий интервал длин волн, всего от 0,40 до 0,75 мк. При этом в этом интервале заключается почти половина всей солнечной лучистой энергии (46%). Почти столько же (47%) приходится на инфракрасные лучи, а остальные 7% - на ультрафиолетовые. В метеорологии принято выделять коротковолновую и длинноволновую радиацию. Коротковолновой называют радиацию в диапазоне длин волн от 0,1 до 4 мк. Она включает, кроме видимого света, еще ближайшую к нему по длинам волн ультрафиолетовую и инфракрасную радиацию. Солнечная радиация на 99% является такой коротковолновой радиацией. К длинноволновой радиации относят радиацию земной поверхности и атмосферы с длинами волн от 4 до 100-120 мк. Интенсивность прямой солнечной радиации[3, с. 88].
Радиацию, приходящую к земной поверхности непосредственно от солнечного диска, называют прямой солнечной радиацией, в отличие от радиации, рассеянной в атмосфере. Солнечная радиация распространяется от Солнца по всем направлениям. Но расстояние от Земли до Солнца так велико, что прямая радиация падает на любую поверхность на Земле в виде пучка параллельных лучей, исходящего как бы из бесконечности. Даже Земной шар в целом так мал в сравнении с расстоянием от Солнца, что всю солнечную радиацию, падающую на него, без заметной погрешности можно считать пучком параллельных лучей.
Приток прямой солнечной радиации на земную поверхность или на любой вышележащий уровень в атмосфере характеризуется интенсивностью радиации I, т. е. количеством лучистой энергии, поступающим за единицу времени (одну минуту) на единицу площади (один квадратный сантиметр), перпендикулярной к солнечным лучам[5, с. 114].
Легко понять, что единица площади, расположенной перпендикулярно к солнечным лучам, получит максимально возможное в данных условиях количество радиации. На единицу горизонтальной площади придется меньшее количество лучистой энергии:
I' = I sinh, (1)
 
где h - высота солнца (рис. 2) [6, с. 108].

Рис. 2. Распределение лучистой энергии в спектре солнечной радиации до поступления в атмосферу (сплошная линия) и в спектре абсолютно черного тела при температуре 6000° (прерывистая линия).
 
Все виды энергии взаимно эквивалентны. Поэтому лучистую энергию можно выразить в единицах любого вида энергии, например в тепловых или механических. Естественно выражать ее в тепловых единицах, потому что измерительные приборы основаны на тепловом действии радиации: лучистая энергия, почти полностью поглощаемая в приборе, переходит в тепло, которое и измеряется. Таким образом, интенсивность прямой солнечной радиации будет выражаться в калориях на квадратный сантиметр в минуту (кал/см2мин).
Распространение и преобразование лучистой энергии в атмосфере [8, с. 229]Лучистая энергия Солнца является основным источником для геофизических процессов, протекающих в гидросфере и атмосфере Земли. Эта энергия возникает в нижнем слое солнечной атмосферы — фотосфере, определяющей видимый диск Солнца. Толщина фотосферы около 100–300 км, и излучает она как абсолютно черное тело при температуре примерно равной 6000 K. Спектр излучения фотосферы является непрерывным с максимумом энергии в видимой области при длине волны около 0,46 мкм. Излучение с длиной волны меньше 0,29 мкм полностью поглощается слоем озона и не достигает земной поверхности.
Распространяясь в земной атмосфере, лучистая энергия Солнца испытывает поглощение и рассеяние с изменением своего спектрального состава. На земной поверхности она представляет сумму прямого и рассеянного солнечного излучения с максимумом энергии в видимой области спектра с длиной волны 0,40–0,50 мкм. На поверхности воды прямое и рассеянное излучение частично отражается обратно в атмосферу, а основная его доля проникает в воду, где также испытывает поглощение и рассеяние. Некоторая доля рассеянного в воде излучения выходит обратно в атмосферу, а основная часть в конечном счете через поглощение трансформируется в тепло. Отраженное и обратно рассеянное водой излучения также являются коротковолновыми с максимумом энергии в видимой области спектра[9, с. 53].
Поглощение лучистой энергии и процессы теплообмена приводят к тому, что океан и атмосфера сами становятся источниками излучения: собственного излучения океана и противоизлучения атмосферы. В связи с более низкой температурой (около 300 K) эти излучения являются длинноволновыми с локализацией энергии в области спектра при длинах волн 8–15 мкм. Собственное излучение океана, вследствие большой поглощательной способности воды, практически является поверхностным и направлено в атмосферу; противоизлучение атмосферы распределено по ее толще и направлено к земной поверхности. Таким образом, в атмосфере и в океане образуется сложное поле излучения с четко выраженными максимумами энергии в видимой области спектра (прямое, рассеянное и отраженное солнечное излучение), которое обычно называется коротковолновым, и в инфракрасной области (тепловое излучение океана и атмосферы), называемое длинноволновым. Поскольку для тепловых процессов наибольшее значение имеет интегральный эффект поглощения всего спектра излучения, а количественные закономерности поглощения и рассеяния для коротковолнового и длинноволнового излучения существенно различны, то принято разделять общее поле излучения на две части: коротковолновую и длинноволновую и рассматривать их раздельно.
 
2. Лучистая энергия в атмосфере и у поверхности земли
 
Солнце является главным, практически единственным источником тепла на Земле. С ним несравнимы тепло глубин Земли (энергия извержения вулканов, тепло геотермальных вод), которое в 5000 раз меньше излучения Солнца; тепло распада радиоактивных веществ; энергия сжигания органического топлива, энергия приливов и отливов, энергия ветра; радиация звезд и Луны, которая меньше солнечной в тридцать миллионов раз. Почти все природные процессы, происходящие на поверхности Земли и в атмосфере, протекают под действием лучистой энергии, поступающей на Землю от Солнца.
Для метеорологии в наибольшей мереважным является распространение потоков лучистой энергии в атмосфере Земли (рис. 3) [10, с. 133]. Солнечная радиация, поступившая на верхнюю границу атмосферы, поглощается и рассеивается в атмосфере. Радиация, поступающая от Солнца в атмосферу и затем на земную поверхность в виде пучка параллельных лучей, называется прямой. Земной поверхности достигает значительная часть прямой радиации, пришедшей к верхней границе атмосферы.

Рис. 3.Потоки лучистой энергии в атмосфере
Часть солнечной радиации рассеивается молекулами атмосферных газов и аэрозолями: она называется рассеянной. Солнечная энергия, до рассеяния распространявшаяся в виде параллельных лучей, после взаимодействия с твердыми или жидкими частицами, которые всегда находятся в атмосферном воздухе, идет по всем направлениям. Голубой цвет неба определяется именно рассеянием солнечного света.
Та часть солнечной радиации, которая отражается и от земной поверхности, и от атмосферы Земли (в основном от облаков), называется отраженной. При падении на земную поверхность солнечных лучей радиация в большей своей части поглощается в тонком верхнем слое почвы или в более толстом слое воды и превращается в тепло, но не полностью – значительная ее часть отражается от поверхности Земли. Поверхностный слой земного шара (включая поверхность суши и воды) в метеорологии называется деятельным слоем. Нижняя поверхность деятельного слоя носит название деятельной или подстилающей поверхности.
 Отношение количества отраженной радиации к общему количеству радиации, падающей на какую-либо поверхность, называется альбедо этой поверхности; оно обозначается буквой А и выражается в процентах. Рассеянная радиация составляет около 26 % от общего потока солнечной энергии, т. е. альбедо Земли равно 26 %[10, с. 139].
Количественно лучистая энергия характеризуется потоком радиации. Поток радиации – это количество лучистой энергии в единицу времени на единицу поверхности. В системе единиц СИ поток радиации выражается в Вт/м2. При измерении потоков света часто бывает необходимо знать положение Солнца на небесном своде, которое зависит от его координат: высоты, азимута, склонения, часового угла[10, с. 140].
Высота центра солнечного диска (или высота Солнца) h0 – угловое расстояние его от горизонта, т. е. угол между линией, соединяющей глаз наблюдателя с Солнцем, и плоскостью горизонта. Высота Солнца на широте ф в момент, когда склонение Солнца составляет 8 и часовой угол равен т, определяется по формуле[4, с. 42]:
 
 , (2)
 
Количество прямой радиации, приходящей к Земле практически параллельными лучами в единицу времени на единицу поверхности, перпендикулярной солнечным лучам, называется плотностью потока прямой радиации; обозначается буквой S. На единицу горизонтальной (или наклонной) поверхности попадает часть этой энергии S', которая зависит от угла падения солнечных лучей Л0; она определяется по формуле[4, с. 42]:
 
 , (3)
 
Каждый тип деятельной поверхности Земли, кроме свойства поглощать длинноволновую радиацию солнечной энергии (поглощательная способность), имеет свойство излучать это тепло (излучательная способность). Эта способность зависит от температуры почвы или воды, а также от относительной излучательной способности той или иной деятельной поверхности. Например, наибольшей излучательной (и поглощательной) способностью обладают снег и вода (0,995). Чернозем имеет величину относительной излучательной способности 0,87, песок – 0,89, гравий – 0,91, редкая трава – 0,94, ржаное поле – 0,93[4, с. 43].
Таким образом, Земля и ее атмосфера пропорционально их температурам непрерывно излучают невидимую инфракрасную радиацию. При этом излучение Земли почти полностью поглощается атмосферой. Часть излучения атмосферы, которая направлена к Земле, называется встречным излучением атмосферы Еа. Другая часть атмосферного излучения, которая направлена вверх и, проходя через все слои атмосферы, уходит в мировое пространство, называется уходящим излучением атмосферы Е? (оно составляет 37–38 % от общего излучения). Земная и атмосферная радиация, так же как и солнечная, частично поглощается и отражается атмосферой.
Все эти потоки лучистой энергии отличаются друг от друга по спектральному составу и по длинам волн. О спектральном составе встречного излучения можно судить исходя из того, что длинноволновую радиацию деятельного слоя в атмосфере поглощают главным образом водяной пар и углекислый газ, но количество углекислого газа в атмосфере незначительно по сравнению с количеством водяного пара. Поэтому длинноволновую радиацию в основном поглощает водяной пар. Он же является и одним из основных источников встречного излучения.
Таким образом, деятельная поверхность, теряя тепло излучением, в то же время получает некоторое количество тепла от поглощаемой ею части встречного излучения атмосферы. В естественных условиях на деятельной поверхности взаимодействуют два потока длинноволновой радиации: земное излучение Ез и поглощенная часть встречного излучения атмосферы ?Ea. Разность этих потоков составляет потерю тепла деятельной поверхностью в виде лучистой энергии. Она называется эффективным излучением Еэф и определяется по формуле[4, с. 44]:
 
 , (4)
 
Эффективное излучение деятельной поверхности определяется ее температурой, а также температурой и влажностью воздуха. С повышением температуры деятельной поверхности ее эффективное излучение увеличивается, а с ростом температуры и влажности воздуха уменьшается. Большое влияние на эффективное излучение оказывает облачность: чем больше количество облаков и чем они плотнее, тем меньше эффективное излучение. Объясняется это тем, что водяные капли, составляющие облако, излучают тепло почти так же, как и деятельная поверхность. Если температура облака близка к температуре деятельной поверхности, то Еа = Ез и Еэф = 0. Если же температура облака выше температуры деятельной поверхности, то эффективное излучение становится отрицательным, т. е. расход длинноволновой радиации становится меньше ее прихода[4, с. 44].
 Благодаря интенсивному поглощению длинноволновой радиации водяным паром, а отчасти также углекислым газом и озоном, атмосфера задерживает большую часть излучения деятельного слоя. В то же время она сравнительно свободно пропускает к земной поверхности коротковолновую солнечную радиацию.
Если бы Земля была лишена атмосферы, то средняя температура ее деятельной поверхности была бы не +15,0 °C, как это наблюдается в действительности, а —23,0 °C, т. е. она была бы на 38,0 °C ниже фактически наблюдаемой.
Радиационным балансом деятельной поверхности называется разность между всеми приходящими на эту поверхность и уходящими от нее потоками лучистой энергии, т. е. разность между приходом и расходом радиации на этой поверхности. Если поверхность горизонтальна, то к приходной части баланса относятся прямая радиация S', рассеянная радиация D и встречное излучение атмосферы Еа. Расход радиации слагается из отраженного коротковолнового излучения Rк, длинноволнового излучения деятельной поверхности Ез и отраженной от нее части встречного излучения атмосферы Rд. [4, с. 49]
Если приходные части потоков радиации считать положительными, а расходные – отрицательными, то баланс длинноволновой радиации можно записать в виде:
 
  (5)
 
что представляет собой эффективное излучение, взятое с обратным знаком. Баланс коротковолновой радиации выражается соотношением:
  (6)
 
т. е. представляет собой поглощенную часть коротковолновой радиации. Баланс коротковолновой радиации можно записать следующим образом:
 
  (7)
 
 
где А – альбедо поверхности.
Уравнение полного радиационного баланса деятельной поверхности можно получить, сложив Вк и Вд:
 
  (8)
 
Радиационный баланс представляет собой фактический приход или расход лучистой энергии на деятельной поверхности, от которого зависит, будет ли происходить ее нагревание или охлаждение. Если приход лучистой энергии больше ее расхода, то радиационный баланс является положительным и поверхность нагревается. Если же приход меньше расхода, то радиационный баланс отрицателен и поверхность охлаждается. Этот баланс является одним из основных климатообразующих факторов. От него зависит тепловой режим не только почвы или водоемов, но и прилежащих к ним слоев атмосферы. Знание радиационного баланса имеет большое значение при расчетах испарения, при изучении формирования и изменения воздушных масс, при исследовании влияния солнечной радиации на человека и на растительный мир.
Радиационный баланс в каждом конкретном месте можно вычислить для определенного момента (мгновенный, или минутный) или за какой-нибудь промежуток времени (сутки, месяц, год). Радиационный баланс в целом, как и отдельные его элементы, зависит от многих факторов. Особенно сильно на него влияют высота Солнца, продолжительность солнечного сияния, характер и состояние деятельной поверхности (в том числе температура почвы и воздуха, влажность и плотность атмосферы, излучательная способность подстилающей поверхности), прозрачность атмосферы, содержание в ней водяного пара, облачность[2, с. 85].
Мгновенный (минутный) баланс днем обычно положителен, особенно летом. Примерно за час до захода Солнца (исключая зимнее время) расход лучистой энергии начинает превышать ее приход и радиационный баланс становится отрицательным. Примерно через час после восхода Солнца он снова становится положительным. В течение ночи радиационный баланс обычно изменяется мало, но под влиянием переменной облачности он может в значительной степени изменяться.
Годовые суммы радиационного баланса положительны на всей поверхности суши и океанов, кроме районов с постоянным снежным или ледяным покровом. Севернее 40° с. ш. и южнее 40° ю. ш. зимние месячные суммы радиационного баланса отрицательны, причем период с отрицательным балансом увеличивается в направлении к полюсам. Так, в Арктике эти суммы положительны только в летние месяцы, на широте 60° – в течение семи месяцев, а на широте 50° – в течение девяти месяцев. Годовые суммы радиационного баланса меняются при переходе с суши на море.
Радиационный баланс системы «Земля—атмосфера» Вз—а представляет собой баланс лучистой энергии в вертикальном столбе атмосферы сечением 1 см2, простирающемся от деятельной поверхности до верхней границы атмосферы. Его приходная часть состоит из солнечной радиации, поглощенной деятельной поверхностью и атмосферой, а расходная – из той части длинноволнового излучения земной поверхности и атмосферы, которая уходит в мировое пространство[1, с. 73]:
 
  (9)
 
где q' – солнечная радиация, поглощенная атмосферой; 
     E? – уходящее длинноволновое излучение земной поверхности и атмосферы.
Энергию Солнца можно использовать для технических и бытовых целей: отопления и освещения, опреснения воды, сушки фруктов и овощей и др. Чтобы достигнуть рентабельности солнечных установок, надо размещать их там, где приход солнечной энергии значителен и, главное, где достаточное количество солнечных (безоблачных) дней в году.
В России использование солнечной энергии в современной практике осуществляется путем преобразования ее в тепловую и электрическую энергию.
Для достижения температуры теплоносителя более 100 °C применяется метод концентрации солнечной энергии. Концентраторами являются зеркальные отражатели различной формы, собирающие солнечные лучи в своем фокусе. Тело, помещенное в фокусе хорошего зеркала, может быть нагрето до 3000–4000 °C.
Максимум солнечной радиации приходится на летние месяцы. С увеличением широты годовые суммы поступающей радиации уменьшаются.
В июне-июле с увеличением широты суточные и месячные суммы поступающей радиации увеличиваются.
Солнечная энергия является возобновляемым и экологически чистым источником энергии; ее использование позволяет не только экономить органическое топливо, но и защищать окружающую среду от выброса вредных веществ, которым сопровождалось бы сжигание этого топлива, если бы не было сэкономлено.
 
3. Перенос лучистой энергии в атмосфере 
 
Атмосфера прозрачна для одних видов лучистой энергии, полупрозрачна для других и полностью непрозрачна для третьих. Это происходит из-за избирательного (селективного) пропускания или поглощения волн различной длины разными газами атмосферы. Кроме того, количество лучистой энергии, достигающей Земной поверхности, зависит от облачности, запыленности воздуха и его влажности, т. е. от количества содержащегося в нем водяного пара[1, с. 94].
Лучистая энергия легко проходит, почти не задерживаясь, сквозь такие газы, как азот и кислород. Эти газы прозрачны для радиации. При этом другие газы атмосферы различным образом взаимодействуют с радиацией. Они уменьшают количество этой радиации, доходящее до земной поверхности. Характер влияния некоторых атмосферных примесей, например, водяного пара, а также их распределение в слоях, лежащих выше тропосферы, еще подлежит дальнейшему уточнению.
Действительное количество лучистой энергии, поступающей на земную поверхность, называется инсоляцией. Инсоляция зависит от интенсивности поглощения и отражения радиации в атмосфере и на земной поверхности.
Атмосфера поглощает приблизительно 20% поступающей на ее верхнюю границу солнечной радиации. Еще 34% радиации отражается от поверхности Земли, атмосферы, облаков и взвешенных в атмосфере примесей. Остальные 46% приходящей солнечной радиации поглощаются земной поверхностью.
Отражение падающей лучистой энергии от того или иного предмета называется альбедо. Альбедо всей Земли вместе с ее атмосферой составляет в среднем 34%[1, с. 96].
Инсоляция зависит от нескольких факторов: солнечной постоянной, расстояния между Землей и Солнцем, наклона земной оси, а также от поглощения и отражения радиации в атмосфере.
Взаимодействие солнечной радиации с молекулами газов приводит к потере энергии, которая уже не сможет поступить на земную поверхность. Ультрафиолетовую часть спектра поглощают озон, углекислый газ, водяной пар и пыль. Значительная часть лучистой энергии, поступающей в атмосферу, поглощается водяным паром.
Содержание водяного пара в воздухе связано с его температурой. При перемещении от экватора к полюсам влажность воздуха в общем уменьшается. В низких широтах влажность воздуха сравнительно велика – количество водяного пара достигает 4% (по объему). Для сравнения можно указать, что на полюсах оно составляет лишь 0,5%. Естественно, что высокая температура воздуха в пустынях тропических и умеренных широт очень редко позволяет водяному пару стать насыщенным. Поэтому и получается, что меньшее количество пара в воздухе полярных районов чаще приводит к образованию и выпадению осадков, чем более значительное количество пара в пустынях[1, с. 99].
Поглощение и последующее собственное изучение радиации водяным паром и каплями воды, находящимися в воздухе, довольно интенсивны. Например, облака могут отражать до 75-80% радиации. Часть отраженной радиации распространяется в сторону земной поверхности и потому не является для нее потерянной. Кроме того, облака отражают к земной поверхности и сами излучают в том же направлении еще некоторое количество и длинноволновой радиации. В высоких широтах, где воздух сравнительно чистый и сухой, до поверхности Земли доходит более значительная доля солнечной радиации, поступившей на верхнюю границу атмосферы, чем в низких широтах, где воздух загрязненный и влажный.
Процессы образования облаков и закономерности их влияния на другие атмосферные процессы сегодня являются предметом все возрастающего числа исследований. Эти исследования особенно важны для получения более точного представления о том, каким образом различные облака поглощают, пропускают и сами излучают радиацию.
Пыль, взвешенная в атмосфере, кроме того, что отражает солнечную радиацию, вместе с водяным паром образует важное «хранилище» лучистой энергии. Энергия, улавливаемая взвешенными примесями, и особенно энергия, поглощенная водяным паром и пылью, приводит к повышению температуры окружающего воздуха.
Полная энергия, полученная Землей из внешнего пространства, т.е. главным образом от Солнца, точно равна энергии, отданной всем земным шаром в космос. Несмотря на то, что за сравнительно короткие отрезки времени в отдельных районах количество полученной и отданной лучистой энергии может быть разным, все же за более длительные периоды общий баланс энергии остается удивительно постоянным. Энергия, излучаемая земной поверхностью, поступает в атмосферу, а солнечная радиация, не дошедшая до поверхности Земли, тоже расходуется на развитие конвективных и адвективных движений воздуха[1, с. 100].
Суммарное воздействие процессов переноса лучистой энергии в атмосфере создает в ней наблюдаемое распределение температуры с высотой: в нижних слоях атмосферы при подъеме на каждые 100 м она уменьшается на 0,6°С. Такое уменьшение ее носит название нормального вертикального градиента температуры и имеет место в устойчивых воздушных массах.
Температура воздуха в среднем уменьшается и с увеличением широты мета наблюдений: обычно вблизи земной поверхности примерно на 1/1000 нормального вертикального градиента температуры, т.е. на сравнительно очень малую величину. Наконец, температура очень заметно изменяется в зависимости от характера поверхности, над которой ее измеряют.
 
4. Влияние лучистой энергии на организм человека
 
Участки кожи, подвергающиеся инфракрасному облучению, получают большое количество тепла и перегреваются.
При сильном перегреве кожи происходит омертвение тканей, так называемый термический ожог. Первоначальный перегрев носит местный характер, но вследствие циркуляции крови он охватывает весь организм и самочувствие у работающего значительно ухудшается.
При длительном воздействии высокой температуры и лучистой энергии температура человека повышается на 1 - 2°: при всём этом усиливается выделение пота, происходит обеднение крови солью и самочувствие человека ухудшается[6, с. 117].
В тех случаях, когда нагрев окружающего воздуха достигает 40,5° организм не в состоянии справиться с перегревом и может наступить тепловой удар. При этом человек впадает в тяжелое болезненное состояние и при неблагоприятных условиях может наступить смерть.
Ультрафиолетовые лучи вредно влияют на зрение. У лиц, подвергающихся длительному воздействию этих лучей, может произойти помутнение хрусталика глаза и, следовательно, снижение зрения. Иногда заболевание ведет к полной потере зрения.
Ультрафиолетовые лучи (при эл. сварке) могут вызвать острое воспаление слизистой оболочки глаза и роговицы. Боли в этих случаях начинают появляться через 3 - 4 часа. Симптомы этой болезни - острая боль в глазах, покраснение и припухание век, слезотечение, светобоязнь. При соответствующем лечении указанные явления через 2—3 дня исчезают.
К числу общих мероприятий, могущих ослабить вредное воздействие лучистой энергии, относятся[6, с. 119]:
а) механизация работ;
б) устройство у печей водяных завес;
в) применение экранов и материалов, обладающих малой теплопроводимостью;
г) аэрация горячих цехов, воздушные души;
д) устройство специальных комнат отдыха, снабжение рабочих подсоленной газированной водой;
е) организация труда, позволяющая чередование лиц, работающих в сильно облучаемых местах;
и) применение индивидуальных средств защиты.
Таким образом, в основе радиационного поражения клетки лежит нарушение ультраструктур клеточных органелл и связанные с этим изменения обмена веществ. Кроме того, ионизирующая радиация вызывает образование в тканях организма целого комплекса токсических продуктов, усиливающих лучевой эффект - так называемых радиотоксинов. Среди них наибольшей активностью обладают продукты окисления липоидов - перекиси, эпоксиды, альдегиды и кетоны. Образуясь тотчас после облучения, липидные радиотоксины стимулируют образование других биологически активных веществ - хинонов, холина, гистамина - и вызывают усиленный распад белков. Будучи введенными необлученным животным, липидные радиотоксины оказывают действие, напоминающее лучевое поражение.
При достаточно больших дозах облучения изменения в клетках и тканях определяются в основном развитием дегенеративно-деструктивных процессов и структурными изменениями хромосомного аппарата, что ведет к гибели клетки в процессе митоза или к возникновению нежизнеспособного потомства клетки. Угнетение митотической активности клеток является одним из специфических проявлений биологического действия ионизирующей радиации.
 
Заключение
 
Итак, лучистая энергия, излучаемая Солнцем, носит название солнечной радиации. Ее интенсивность характеризуется количеством тепла в калориях, получаемого 1 см2 поверхности, перпендикулярной солнечным лучам, в течение 1 мин. Эта величина называется напряжением солнечной радиации.
Солнечная радиация, проходя через атмосферу, частично поглощается ею, рассеивается и частью отражается обратно в мировое пространство, в результате чего интенсивность ее у поверхности Земли оказывается значительно ослабленной. Степень ослабления интенсивности солнечной радиации при прохождении ее через атмосферу зависит, во-первых, от длины пути, проходимого солнечными лучами в атмосфере, и, во-вторых, от прозрачности атмосферы, которая меняется в зависимости от содержания в ней водяного пара, углекислого газа, озона, пыли и т. д. Чем ближе Солнце к зениту и чем прозрачнее атмосфера, тем меньше будет и ослабление радиации. Наибольшее ослабление интенсивности солнечной радиации наблюдается при высоте Солнца, равной 0°, т. е. при закате или восходе.
Количество лучистой энергии, поглощаемой той или иной поверхностью, будет тем больше, чем меньшее ее альбедо. Та часть солнечной радиации, которая воспринимается глазом, называется светом. Рассеивание солнечного света молекулами воздуха и его примесями создает дневную освещенность и ряд других оптических явлений, как, например, сумерки, заря, голубой цвет неба. По этой же причине на Земле не бывает абсолютной темноты; предметы, не освещенные прямыми солнечными лучами, остаются достаточно ясно видными; переход от дня к ночи и наоборот происходит не мгновенно, а постепенно.
Необходимо подчеркнуть, что солнечная радиация является главной причиной возникновения тепловых и химических процессов, оптических, электрических и других явлений во всем воздушном пространстве Земли.
 
Список использованной литературы
 
1. Адзерихо К. С. Лекции по теории переноса лучистой энергии/ Под ред. М. А. Ельяшевича.  -Мн., Изд-во БГУ, 1975. - 192с.
2. Атмосфера земли. её структура и физические параметры / В.А. Вишняков, Н.В. Андреева. – СПБ. Рассвет. 2010. – 239с.
3. Воронов В.К. Физика на переломе тысячелетий: Конденсированное состояние/ В.К. Воронов, А.В. Подоплелов. – М.: НАУКА. 2013. - 336 с.
4. Инженерная геоэкология: учебник/ А. Н. Голицына. – М.: НАУКА. 2007. – 429с.
5. Матвеев Л.Т. Основы общей метеорологии. Физика атмосферы./ Л. Т. Матвеев. – М.: Проспект. 2010.- 414с.
6. Общая экология: тексты лекций для студентов специальности 1-33 01 02 «Геоэкология» / И.Ф. Рассашко, О.В. Ковалева, А.В. Крук. – Гомель: ГГУ им. Ф. Скорины, 2010. – 252 с.
7. Окружающая среда: энциклопедический словарь-справочник. – М. : Прогресс, 1993. – 896с.
8. Тверской П.Н. Курс метеорологии (физика атмосферы)/ П.Н. Тверской. – СПБ. Гидрометеоиздат, 1962. - 700 с.
9. Филиппов А.Х. Учение об атмосфере: Учебник для вузов/ А.Х. Филлипов, Е.А. Кочугова. - Иркутск: Сибирский институт права, экономики и управления, 2006. - 150 с.
10. Хргиан А.Х. Физика атмосферы: учебное пособие/ А.Х. Хргиан. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1969. - 645с.
 

Заказать работу без рисков и посредников








Хочу скачать данную работу! Нажмите на слово скачать
Чтобы скачать работу бесплатно нужно вступить в нашу группу ВКонтакте. Просто кликните по кнопке ниже. Кстати, в нашей группе мы бесплатно помогаем с написанием учебных работ.

Через несколько секунд после проверки подписки появится ссылка на продолжение загрузки работы.
Повысить оригинальность данной работы. Обход Антиплагиата.
Сделать работу самостоятельно с помощью "РЕФ-Мастера" ©
Узнать подробней о Реф-Мастере
РЕФ-Мастер - уникальная программа для самостоятельного написания рефератов, курсовых, контрольных и дипломных работ. При помощи РЕФ-Мастера можно легко и быстро сделать оригинальный реферат, контрольную или курсовую на базе готовой работы - Лучистая энергия в атмосфере..
Основные инструменты, используемые профессиональными рефератными агентствами, теперь в распоряжении пользователей реф.рф абсолютно бесплатно!
Как правильно написать введение?
Подробней о нашей инструкции по введению
Секреты идеального введения курсовой работы (а также реферата и диплома) от профессиональных авторов крупнейших рефератных агентств России. Узнайте, как правильно сформулировать актуальность темы работы, определить цели и задачи, указать предмет, объект и методы исследования, а также теоретическую, нормативно-правовую и практическую базу Вашей работы.
Как правильно написать заключение?
Подробней о нашей инструкции по заключению
Секреты идеального заключения дипломной и курсовой работы от профессиональных авторов крупнейших рефератных агентств России. Узнайте, как правильно сформулировать выводы о проделанной работы и составить рекомендации по совершенствованию изучаемого вопроса.
Всё об оформлении списка литературы по ГОСТу Как оформить список литературы по ГОСТу?
Рекомендуем
Учебники по дисциплине: Астрономия и космонавтика







курсовая работа по предмету Астрономия и космонавтика на тему: Лучистая энергия в атмосфере. - понятие и виды, структура и классификация, 2017, 2018-2019 год.



Заказать реферат (курсовую, диплом или отчёт) без рисков, напрямую у автора.

Похожие работы:

Воспользоваться поиском

Похожие учебники и литература 2019:    Готовые списки литературы по ГОСТ

Астрономия как наука
Звездное небо, созвездия, небесная сфера
Горизонтальная система координат
Астрономия - лекции



Скачать работу: Лучистая энергия в атмосфере., 2019 г.

Перейти в список рефератов, курсовых, контрольных и дипломов по
         дисциплине Астрономия и космонавтика