Arten der Sonnenstrahlung. Konzept der Sonnenstrahlung

Ich gehörte zu denen, die gerne in der sengenden Sonne am Strand lagen. Alles war so, bis ich eine sehr schwere Verbrennung erlitt. Die Auswirkungen der Sonne auf den Menschen sind nicht so harmlos. Ich erzähle Ihnen mehr über Sonneneinstrahlung und was Sie davon erwarten können.

Was ist Sonnenstrahlung und von welchen Arten stammt sie?

Wir alle wissen, wie wichtig die Sonne für unseren Planeten ist. Die gesamte Energie, die es abgibt, wird Sonnenstrahlung genannt. Sein Weg vom Stern selbst zur Erde ist sehr lang und daher wird ein Teil der Sonnenenergie absorbiert und ein Teil gestreut. Die Sonnenstrahlung wird in verschiedene Arten unterteilt:

• gerade;
• zerstreut;
• gesamt;
• absorbiert;
• reflektiert.

Direkte Sonnenstrahlung ist diejenige, die die Erdoberfläche vollständig erreicht, während Streustrahlung nicht in die Atmosphäre eindringt. Zusammen werden diese beiden Strahlungen als total bezeichnet. Ein gewisser Teil der Sonnenwärme entweicht an die Erdoberfläche. Eine solche Strahlung wird üblicherweise als absorbiert bezeichnet. Einige Bereiche des Bodens können die Sonnenstrahlen reflektieren. Daher kommt auch der Name – reflektierte Sonnenstrahlung. Vor Sonnenaufgang die Gesamtenergie der Sonne. Wenn die Sonne nicht sehr hoch steht, wird der Großteil der Strahlung gestreut.

Einfluss der Sonnenstrahlung auf den Menschen

Die Sonne kann Ihre Gesundheit sowohl verbessern als auch schädigen. Wenn Sie zu oft dem Sonnenlicht ausgesetzt sind, besteht ein erhöhtes Risiko für die Entwicklung Hautkrankheiten, auch onkologische. Darüber hinaus können Sehstörungen auftreten.

Obwohl es schädlich ist, viel in der Sonne zu sein, würde ich niemals in den nördlichen Regionen leben wollen, wo die Menschen ständig auf sonniges Wetter warten. Aus Mangel Sonneneinstrahlung Der Stoffwechsel im Körper kann gestört sein und Übergewicht. Auch für Kinder ist mangelnder Sonnenschein äußerst unerwünscht.

Bei normale Bedingungen Leben, Sonnenstrahlung hält die menschliche Gesundheit auf dem gewünschten Niveau. Alle Organe und Systeme funktionieren störungsfrei. Im Allgemeinen ist die Sonneneinstrahlung in Maßen gut, und dies sollte immer beachtet werden.

Die wichtigste Quelle, aus der die Erdoberfläche und die Erdatmosphäre Wärmeenergie beziehen, ist die Sonne. Es sendet eine enorme Menge Strahlungsenergie in den kosmischen Raum: Wärme, Licht, Ultraviolett. Von der Sonne ausgesendete elektromagnetische Wellen breiten sich mit einer Geschwindigkeit von 300.000 km/s aus.

Die Erwärmung der Erdoberfläche hängt vom Einfallswinkel der Sonnenstrahlen ab. Alle Sonnenstrahlen treffen parallel zueinander auf der Erdoberfläche ein, aber da die Erde kugelförmig ist, fallen die Sonnenstrahlen in unterschiedlichen Winkeln auf verschiedene Teile ihrer Oberfläche. Steht die Sonne im Zenit, fallen ihre Strahlen senkrecht und die Erde erwärmt sich stärker.

Die gesamte Menge der von der Sonne gesendeten Strahlungsenergie wird als bezeichnet Sonnenstrahlung, Sie wird normalerweise in Kalorien pro Oberflächeneinheit und Jahr ausgedrückt.

Sonneneinstrahlung bestimmt Temperaturregime Lufttroposphäre der Erde.

Es ist zu beachten, dass die Gesamtzahl Sonnenstrahlung mehr als das Zweimilliardenfache der von der Erde aufgenommenen Energiemenge.

Strahlung, die die Erdoberfläche erreicht, besteht aus direkter und diffuser Strahlung.

Als Strahlung bezeichnet man Strahlung, die direkt von der Sonne in Form von direktem Sonnenlicht unter einem wolkenlosen Himmel auf die Erde gelangt gerade. Es transportiert die größte Menge an Wärme und Licht. Hätte unser Planet keine Atmosphäre, würde die Erdoberfläche nur direkte Strahlung erhalten.

Allerdings wird etwa ein Viertel der Sonnenstrahlung beim Durchgang durch die Atmosphäre durch Gasmoleküle und Verunreinigungen gestreut und weicht vom direkten Weg ab. Einige von ihnen erreichen die Erdoberfläche und bilden sich gestreute Sonnenstrahlung. Dank Streustrahlung dringt Licht an Stellen vor, an denen direktes Sonnenlicht (Direktstrahlung) nicht eindringt. Diese Strahlung erzeugt Tageslicht und verleiht dem Himmel Farbe.

Gesamte Sonneneinstrahlung

Alle Sonnenstrahlen, die die Erde erreichen, sind gesamte Sonneneinstrahlung, also die Gesamtheit der direkten und diffusen Strahlung (Abb. 1).

Reis. 1. Gesamte Sonneneinstrahlung für das Jahr

Verteilung der Sonnenstrahlung über die Erdoberfläche

Die Sonnenstrahlung ist auf der Erde ungleichmäßig verteilt. Es kommt darauf an:

1. von der Luftdichte und Luftfeuchtigkeit – je höher sie sind, desto weniger Strahlung erhält die Erdoberfläche;

2. Abhängig von der geografischen Breite des Gebiets nimmt die Strahlungsmenge von den Polen zum Äquator zu. Die Menge der direkten Sonnenstrahlung hängt von der Länge des Weges ab, den die Sonnenstrahlen durch die Atmosphäre zurücklegen. Wenn die Sonne im Zenit steht (der Einfallswinkel der Strahlen beträgt 90°), treffen ihre Strahlen auf die Erde der kürzeste Weg und geben ihre Energie intensiv an eine kleine Fläche ab. Auf der Erde geschieht dies im Band zwischen 23° N. w. und 23° S. sh., also zwischen den Tropen. Wenn man sich von dieser Zone nach Süden oder Norden entfernt, nimmt die Weglänge der Sonnenstrahlen zu, das heißt, der Einfallswinkel auf der Erdoberfläche nimmt ab. Die Strahlen beginnen in einem kleineren Winkel auf die Erde zu fallen, als ob sie gleiten würden, und nähern sich der Tangente im Bereich der Pole. Dadurch wird der gleiche Energiefluss auf eine größere Fläche verteilt, sodass die Menge der reflektierten Energie zunimmt. So ist in der Äquatorregion, wo die Sonnenstrahlen in einem Winkel von 90° auf die Erdoberfläche fallen, die Menge der direkten Sonnenstrahlung, die die Erdoberfläche empfängt, höher, und je weiter wir uns den Polen nähern, desto stärker wird sie nimmt ab. Darüber hinaus hängt die Länge des Tages vom Breitengrad des Gebiets ab. andere Zeiten Jahr, das auch die Menge der Sonnenstrahlung bestimmt, die auf die Erdoberfläche gelangt;

3. aus der jährlichen und täglichen Bewegung der Erde – in den mittleren und hohen Breiten variiert der Zustrom der Sonnenstrahlung je nach Jahreszeit stark, was mit Veränderungen des Mittagsstandes der Sonne und der Tageslänge verbunden ist;

4. Von der Beschaffenheit der Erdoberfläche – je heller die Oberfläche, desto mehr Sonnenlicht reflektiert sie. Die Fähigkeit einer Oberfläche, Strahlung zu reflektieren, nennt man Albedo(vom lateinischen Weißsein). Schnee reflektiert Strahlung besonders stark (90 %), Sand schwächer (35 %) und Schwarzerde noch schwächer (4 %).

Die Erdoberfläche absorbiert Sonnenstrahlung (absorbierte Strahlung), erwärmt sich und strahlt Wärme in die Atmosphäre ab (reflektierte Strahlung). Die unteren Schichten der Atmosphäre blockieren die terrestrische Strahlung weitgehend. Die von der Erdoberfläche absorbierte Strahlung wird zur Erwärmung von Boden, Luft und Wasser verwendet.

Als Strahlung bezeichnet man den Teil der Gesamtstrahlung, der nach Reflexion und Wärmestrahlung von der Erdoberfläche übrig bleibt Strahlungsbilanz. Die Strahlungsbilanz der Erdoberfläche schwankt im Tagesverlauf und je nach Jahreszeit, im Jahresdurchschnitt jedoch positiver WertÜberall außer in den Eiswüsten Grönlands und der Antarktis. Die Strahlungsbilanz erreicht ihre Maximalwerte in niedrigen Breiten (zwischen 20° N und 20° S) – über 42*10 2 J/m 2 , bei einer Breite von etwa 60° in beiden Hemisphären sinkt sie auf 8*10 2 - 13*10 2 J/m 2.

Die Sonnenstrahlen geben bis zu 20 % ihrer Energie an die Atmosphäre ab, die sich über die gesamte Luftschicht verteilt, weshalb die dadurch verursachte Erwärmung der Luft relativ gering ist. Die Sonne erwärmt die Erdoberfläche, wodurch Wärme übertragen wird atmosphärische Luft auf Kosten der Konvektion(von lat. Konvektion- Lieferung), d.h. die vertikale Bewegung der an der Erdoberfläche erhitzten Luft zu deren Ort mehr kalte Luft. Auf diese Weise erhält die Atmosphäre den größten Teil ihrer Wärme – im Durchschnitt dreimal mehr als direkt von der Sonne.

Präsenz in Kohlendioxid und Wasserdampf lässt die von der Erdoberfläche reflektierte Wärme nicht ungehindert entweichen Raum. Sie kreieren Treibhauseffekt, Dadurch beträgt der Temperaturunterschied auf der Erde tagsüber nicht mehr als 15 °C. Ohne Kohlendioxid in der Atmosphäre würde sich die Erdoberfläche über Nacht um 40-50 °C abkühlen.

Aufgrund der wachsenden Größenordnung Wirtschaftstätigkeit Menschen - Verbrennung von Kohle und Öl in Wärmekraftwerken, Emissionen Industrieunternehmen, zunehmende Automobilemissionen – der Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre steigt, was zu einer Erhöhung führt Treibhauseffekt und bedroht den globalen Klimawandel.

Die Sonnenstrahlen treffen, nachdem sie die Atmosphäre passiert haben, auf die Erdoberfläche und erhitzen diese, was wiederum Wärme an die Atmosphäre abgibt. Dies erklärt charakteristisches Merkmal Troposphäre: Abnahme der Lufttemperatur mit der Höhe. Es gibt jedoch Fälle, in denen die höheren Schichten der Atmosphäre wärmer sind als die unteren. Dieses Phänomen nennt man Temperaturinversion(von lateinisch inversio – umdrehen).

SONNENSTRAHLUNG

Die Sonne ist eine Quelle der Wärme und des Lichts, die Kraft und Gesundheit schenkt. Die Auswirkungen sind jedoch nicht immer positiv. Zu wenig oder zu viel Energie kann frustrierend sein natürliche Prozesse lebenswichtige Aktivität und provozieren verschiedene Probleme. Viele sind sich sicher, dass gebräunte Haut viel schöner aussieht als blasse Haut, aber wenn Sie längere Zeit direkter Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind, kann es zu schweren Verbrennungen kommen. Sonnenstrahlung ist ein Strom einfallender Energie, der in Form elektromagnetischer Wellen durch die Atmosphäre verteilt wird. Sie wird anhand der Leistung der übertragenen Energie pro Flächeneinheit (Watt/m2) gemessen. Wenn Sie wissen, wie sich die Sonne auf einen Menschen auswirkt, können Sie ihren negativen Auswirkungen vorbeugen.

Was ist Sonnenstrahlung?

Über die Sonne und ihre Energie wurden viele Bücher geschrieben. Die Sonne ist die Hauptenergiequelle für alle physikalischen und geografischen Phänomene auf der Erde. Ein zweimilliardstel Teil des Lichts dringt in die oberen Schichten der Atmosphäre des Planeten ein, während sich der größte Teil im kosmischen Raum niederlässt.

Lichtstrahlen sind die Hauptquellen anderer Energiearten. Wenn sie auf die Erdoberfläche und ins Wasser fallen, bilden sie Wärme und beeinflussen die klimatischen Bedingungen und das Wetter.

Wie stark eine Person Lichtstrahlen ausgesetzt ist, hängt von der Strahlungsintensität und der Zeit ab, die sie in der Sonne verbringt. Der Mensch nutzt viele Arten von Wellen zu seinem Vorteil, indem er Röntgenstrahlung einsetzt. Infrarotstrahlen sowie ultraviolettes Licht. Allerdings kommen Sonnenwellen herein reiner Form in großen Mengen können sich negativ auf die menschliche Gesundheit auswirken.

Die Strahlungsmenge hängt ab von:

• Position der Sonne. Größte Menge Die Exposition erfolgt in Ebenen und Wüsten, wo die Sonnenwende ziemlich hoch ist und das Wetter wolkenlos ist. Die Polarregionen erhalten eine minimale Lichtmenge, da Wolken einen erheblichen Teil des Lichtflusses absorbieren;
• Länge des Tages. Je näher am Äquator, desto länger der Tag. Hier bekommen die Menschen die meiste Hitze ab;
• atmosphärische Eigenschaften: Bewölkung und Luftfeuchtigkeit. Am Äquator herrscht erhöhte Bewölkung und Luftfeuchtigkeit, was den Lichtdurchtritt behindert. Deshalb ist der Lichtfluss dort geringer als in tropischen Zonen.

Verteilung

Die Verteilung des Sonnenlichts über die Erdoberfläche ist ungleichmäßig und hängt ab von:

• Dichte und Luftfeuchtigkeit der Atmosphäre. Je größer sie sind, desto geringer ist die Strahlenbelastung;
• geografische Breite des Gebiets. Die empfangene Lichtmenge nimmt von den Polen zum Äquator hin zu;
• Erdbewegungen. Die Strahlungsmenge variiert je nach Jahreszeit;
• Eigenschaften der Erdoberfläche. Große Menge Der Lichtfluss wird in hellen Oberflächen wie Schnee reflektiert. Tschernozem reflektiert Lichtenergie am schlechtesten.

Aufgrund der Ausdehnung seines Territoriums schwanken die Strahlungswerte Russlands erheblich. Die Sonneneinstrahlung ist in den nördlichen Regionen ungefähr gleich – 810 kWh/m2 für 365 Tage, in den südlichen Regionen – mehr als 4100 kWh/m2.

Auch die Länge der Stunden, in denen die Sonne scheint, ist wichtig.. Diese Indikatoren variieren in verschiedenen Regionen, was nicht nur durch die geografische Breite, sondern auch durch das Vorhandensein von Bergen beeinflusst wird. Die Karte der Sonneneinstrahlung in Russland zeigt deutlich, dass in einigen Regionen die Installation von Stromleitungen nicht ratsam ist, da natürliches Licht durchaus in der Lage ist, den Strom- und Wärmebedarf der Bewohner zu decken.

Arten

Lichtströme erreichen die Erde auf unterschiedliche Weise. Die Arten der Sonneneinstrahlung hängen davon ab:

• Die von der Sonne ausgehenden Strahlen nennt man Direktstrahlung. Ihre Stärke hängt von der Höhe der Sonne über dem Horizont ab. Der Höchstwert wird um 12 Uhr mittags beobachtet, der Mindestwert morgens und abends. Darüber hinaus hängt die Intensität der Auswirkungen von der Jahreszeit ab: Im Sommer ist sie am stärksten, im Winter am geringsten. Charakteristisch ist, dass in den Bergen die Strahlung höher ist als auf ebenen Flächen. Schmutzige Luft verringert auch den direkten Lichtfluss. Je tiefer die Sonne über dem Horizont steht, desto weniger ultraviolette Strahlung ist vorhanden.
• Reflektierte Strahlung ist Strahlung, die vom Wasser oder der Erdoberfläche reflektiert wird.
• Gestreute Sonnenstrahlung entsteht, wenn der Lichtfluss gestreut wird. Die blaue Farbe des Himmels bei wolkenlosem Wetter hängt davon ab.

Die absorbierte Sonnenstrahlung hängt vom Reflexionsvermögen der Erdoberfläche ab – der Albedo.

Die spektrale Zusammensetzung der Strahlung ist vielfältig:

• Farbige oder sichtbare Strahlen sorgen für Beleuchtung und haben sehr wichtig im Pflanzenleben;
• ultraviolette Strahlung sollte mäßig in den menschlichen Körper eindringen, da ihr Überschuss oder Mangel schädlich sein kann;
• Infrarotstrahlung vermittelt ein Wärmegefühl und beeinflusst das Wachstum der Vegetation.

Die gesamte Sonnenstrahlung besteht aus direkten und gestreuten Strahlen, die die Erde durchdringen. Bei fehlender Bewölkung etwa gegen 12 Uhr mittags, sowie um Sommerzeit Jahr erreicht es sein Maximum.

Geschichten unserer Leser

Vladimir
61 Jahre alt

Wie kommt es zur Auswirkung?

Elektromagnetische Wellen bestehen aus verschiedenen Teilen. Es gibt unsichtbare, infrarote und sichtbare, ultraviolette Strahlung. Charakteristisch ist, dass Strahlungsströme unterschiedliche Energiestrukturen aufweisen und unterschiedlich auf den Menschen einwirken.

Der Lichtfluss kann eine wohltuende, heilende Wirkung auf die Erkrankung haben menschlicher Körper . Durch die Sehorgane reguliert Licht den Stoffwechsel und den Schlafrhythmus und beeinflusst das allgemeine Wohlbefinden einer Person. Darüber hinaus kann Lichtenergie ein Wärmegefühl hervorrufen. Bei der Bestrahlung der Haut kommt es im Körper zu photochemischen Reaktionen, die den ordnungsgemäßen Stoffwechsel fördern.

Ultraviolett hat eine hohe biologische Wirkung und hat eine Wellenlänge von 290 bis 315 nm. Diese Wellen synthetisieren Vitamin D im Körper und sind auch in der Lage, das Tuberkulosevirus in wenigen Minuten, Staphylokokken – innerhalb einer Viertelstunde und Typhusbakterien – in einer Stunde zu zerstören.

Charakteristisch ist, dass wolkenloses Wetter die Dauer neu auftretender Influenza-Epidemien und anderer Krankheiten, beispielsweise Diphtherie, verkürzt, die durch Tröpfchen in der Luft übertragen werden können.

Die natürlichen Kräfte des Körpers schützen einen Menschen vor plötzlichen atmosphärischen Schwankungen: Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Druck. Manchmal wird dieser Schutz jedoch geschwächt, was unter dem Einfluss starker Luftfeuchtigkeit und erhöhter Temperatur zu einem Hitzschlag führt.

Die Wirkung der Strahlung hängt vom Grad ihrer Eindringung in den Körper ab. Je länger die Wellen, desto stärkere Kraft Strahlung. Infrarotwellen können bis zu 23 cm unter die Haut eindringen, sichtbare Strahlen bis zu 1 cm, ultraviolette Strahlen bis zu 0,5–1 mm.

Menschen empfangen während der Aktivität der Sonne, wenn sie sich in offenen Räumen aufhalten, alle Arten von Strahlen. Lichtwellen ermöglichen es dem Menschen, sich an die Welt anzupassen. Um ein angenehmes Wohlbefinden in den Räumlichkeiten zu gewährleisten, ist es daher notwendig, Bedingungen für ein optimales Beleuchtungsniveau zu schaffen.

Auswirkungen auf den Menschen

Der Einfluss der Sonneneinstrahlung auf die menschliche Gesundheit wird durch verschiedene Faktoren bestimmt. Der Wohnort einer Person, das Klima sowie die Zeit, die sie unter direkter Strahlung verbringt, spielen eine Rolle.

Wenn es an Sonne mangelt, kommt es bei Bewohnern des Hohen Nordens sowie bei Menschen, die unter Tage arbeiten, wie zum Beispiel Bergleute, zu verschiedenen Funktionsstörungen, verminderter Knochenstärke und Nervenstörungen.

Kinder, die nicht genug Licht bekommen, leiden häufiger als andere an Rachitis. Darüber hinaus sind sie anfälliger für Zahnerkrankungen und erkranken auch länger an Tuberkulose.

Allerdings kann eine zu starke Einwirkung von Lichtwellen ohne periodischen Wechsel von Tag und Nacht gesundheitsschädliche Auswirkungen haben. Bewohner der Arktis leiden beispielsweise häufig unter Reizbarkeit, Müdigkeit, Schlaflosigkeit, Depressionen und verminderter Arbeitsfähigkeit.

Strahlung hinein Russische Föderation ist weniger aktiv als beispielsweise in Australien.

So können Menschen, die langfristig Strahlung ausgesetzt sind:

• ein hohes Risiko haben, an Hautkrebs zu erkranken;
• haben eine erhöhte Neigung zu trockener Haut, was wiederum den Alterungsprozess und das Auftreten von Pigmentierung und frühen Falten beschleunigt;
• kann unter einer Verschlechterung der Sehfähigkeit, Katarakten und Konjunktivitis leiden;
• haben eine geschwächte Immunität.

Ein Mangel an Vitamin D beim Menschen ist eine der Ursachen für bösartige Neubildungen und Stoffwechselstörungen, die zu Übergewicht, endokrinen Störungen, Schlafstörungen, körperlicher Erschöpfung und schlechter Laune führen.

Eine Person, die systematisch das Sonnenlicht empfängt und das Sonnenbaden nicht missbraucht, hat in der Regel keine gesundheitlichen Probleme:

• hat eine stabile Funktion des Herzens und der Blutgefäße;
• leidet nicht an Nervenkrankheiten;
• hat gute Laune;
• hat einen normalen Stoffwechsel;
• wird selten krank.

Somit kann sich nur eine dosierte Strahlungsmenge positiv auf die menschliche Gesundheit auswirken.

So schützen Sie sich

Übermäßige Strahlenbelastung kann zu einer Überhitzung des Körpers, Verbrennungen und der Verschlimmerung einiger chronischer Krankheiten führen.. Fans des Sonnenbadens müssen auf folgende einfache Regeln achten:

• Nehmen Sie im Freien mit Vorsicht ein Sonnenbad;
• Verstecken Sie sich bei heißem Wetter im Schatten unter vereinzelten Strahlen. Dies gilt insbesondere für kleine Kinder und ältere Menschen, die an Tuberkulose und Herzerkrankungen leiden.

Es sollte daran erinnert werden, dass es notwendig ist, zu einer sicheren Tageszeit ein Sonnenbad zu nehmen und dies auch nicht zu tun lange Zeit unter sengende Sonne. Darüber hinaus sollten Sie Ihren Kopf durch das Tragen einer Kopfbedeckung, einer Sonnenbrille und geschlossener Kleidung vor einem Hitzschlag schützen verschiedene Bedeutungen vom Sonnenbrand.

Sonnenstrahlung in der Medizin

Lichtströme werden in der Medizin aktiv eingesetzt:

• Röntgenstrahlen nutzen die Fähigkeit von Wellen, Weichgewebe und das Skelettsystem zu durchdringen;
• Die Einführung von Isotopen ermöglicht die Aufzeichnung ihrer Konzentration innere Organe, viele Pathologien und Entzündungsherde erkennen;
• Eine Strahlentherapie kann das Wachstum und die Entwicklung bösartiger Tumore zerstören.

Die Eigenschaften von Wellen werden in vielen physiotherapeutischen Geräten erfolgreich genutzt:

• Geräte mit Infrarotstrahlung Wird zur Wärmebehandlung innerer Entzündungsprozesse, Knochenerkrankungen, Osteochondrose und Rheuma verwendet, da Wellen die Fähigkeit haben, Zellstrukturen wiederherzustellen.
• Ultraviolette Strahlen können sich negativ auf Lebewesen auswirken, das Pflanzenwachstum hemmen und Mikroorganismen und Viren unterdrücken.

Die hygienische Bedeutung der Sonnenstrahlung ist groß. Geräte mit UV-Strahlung in der Therapie eingesetzt:

• verschiedene Hautverletzungen: Wunden, Verbrennungen;
• Infektionen;
• Erkrankungen der Mundhöhle;
• onkologische Neoplasien.

Darüber hinaus wirkt sich Strahlung positiv auf den gesamten menschlichen Körper aus: Sie kann Kraft verleihen und stärken Immunsystem, den Mangel an Vitaminen ausgleichen.

Sonnenlicht ist eine wichtige Quelle für ein erfülltes menschliches Leben. Eine ausreichende Versorgung damit führt zu einer günstigen Existenz aller Lebewesen auf dem Planeten. Der Mensch kann den Grad der Strahlung nicht reduzieren, aber er kann sich vor ihren negativen Auswirkungen schützen.

Sonnenstrahlung, die elektromagnetische Wellenlängen von weniger als 4 μm1 umfasst, wird in der Meteorologie allgemein als kurzwellige Strahlung bezeichnet. Im Sonnenspektrum gibt es Ultraviolett (< 400 нм), видимую (= 400…760 нм) и инфракрасную (>760 nm) Teile.

Sonnenstrahlung, die direkt von der Sonnenscheibe kommt, wird als direkte Sonnenstrahlung S bezeichnet. Sie wird normalerweise durch die Intensität charakterisiert, d. h. die Menge an Strahlungsenergie in Kalorien, die in 1 Minute durch 1 cm2 Fläche senkrecht zu den Sonnenstrahlen fließt.

Die Intensität der direkten Sonnenstrahlung, die am oberen Rand der Erdatmosphäre ankommt, wird Solarkonstante S 0 genannt. Sie beträgt etwa 2 cal/cm2 min. An der Erdoberfläche ist die direkte Sonnenstrahlung immer deutlich geringer als dieser Wert, da ihre Sonnenenergie beim Durchgang durch die Atmosphäre durch Absorption und Streuung durch Luftmoleküle und Schwebeteilchen (Staubpartikel, Tröpfchen, Kristalle) geschwächt wird. Die Schwächung der direkten Sonnenstrahlung durch die Atmosphäre wird entweder durch den Schwächungskoeffizienten a oder den Transparenzkoeffizienten t charakterisiert.

Zur Berechnung der direkten Sonnenstrahlung, die auf eine senkrechte Fläche fällt, wird üblicherweise die Bouguer-Formel verwendet:

wobei S m die direkte Sonnenstrahlung, cal cm-2 min-1, für eine gegebene Masse der Atmosphäre ist; S 0 die Sonnenkonstante für eine gegebene Masse der Atmosphäre ist; Atmosphäre im Weg der Sonne

sa wird nicht nach der Formel, sondern nach der Bemporad-Tabelle ermittelt. Aus Formel (3.1) folgt das

1 1 µm = 10-3 nm = 10-6 m Mikrometer werden auch Mikrometer genannt und Nanometer werden Millimikron genannt. 1 nm = 10-9 m.

wobei h die Höhe der Sonne über dem Horizont ist.

Strahlung, die von allen Punkten des Himmels auf die Erdoberfläche trifft, wird als diffuse D bezeichnet. Die Summe der direkten und diffusen Sonnenstrahlung, die auf der horizontalen Erdoberfläche ankommt, ist die gesamte Sonnenstrahlung Q:

Q = S" + D.(3.4)

Die gesamte Strahlung, die die Erdoberfläche erreicht und teilweise von ihr reflektiert wird, erzeugt reflektierte Strahlung R, die von der Erdoberfläche in die Atmosphäre gerichtet ist. Der Rest der gesamten Sonnenstrahlung wird von der Erdoberfläche absorbiert. Das Verhältnis der von der Erdoberfläche reflektierten Strahlung zur gesamten einfallenden Strahlung wird AlbedoA genannt.

Der Wert A R charakterisiert das Reflexionsvermögen der Erde

neue Oberfläche. Sie wird in Bruchteilen einer Einheit oder einem Prozentsatz ausgedrückt. Die Differenz zwischen der gesamten und der reflektierten Strahlung wird als absorbierte Strahlung oder als Saldo der kurzwelligen Strahlung der Erdoberfläche B k bezeichnet:

Auch die Erdoberfläche und die Erdatmosphäre emittieren, wie alle Körper mit einer Temperatur über dem absoluten Nullpunkt, Strahlung, die man umgangssprachlich als langwellige Strahlung bezeichnet. Seine Wellenlängen betragen ungefähr von

4 bis 100 Mikrometer.

Die natürliche Strahlung der Erdoberfläche ist nach dem Stefan-Boltzmann-Gesetz proportional zur vierten Potenz ihrer absoluten Temperatur.

wobei = 0,814 10-10 cal/cm2 min deg4 Stefan-Boltzmann-Konstante; für die meisten natürlichen Oberflächen 0,95.

Atmosphärische Strahlung wird sowohl zur Erde als auch in den Weltraum gerichtet. Der nach unten gerichtete und an der Erdoberfläche ankommende Anteil der langwelligen atmosphärischen Strahlung wird als Gegenstrahlung der Atmosphäre bezeichnet und mit E a bezeichnet.

Die Differenz zwischen der natürlichen Strahlung der Erdoberfläche E z und der Gegenstrahlung der Atmosphäre E a wird als effektive Strahlung bezeichnet.

Der mit umgekehrtem Vorzeichen gemessene Wert E eff ist das Gleichgewicht der langwelligen Strahlung auf der Erdoberfläche.

Man nennt die Differenz aller einfallenden und aller ausgehenden Strahlung

3.1. Instrumente zur Messung der Strahlungsbilanz

Und seine Bestandteile

Aktinometrische Instrumente werden verwendet, um die Intensität der Strahlungsenergie zu messen verschiedene Designs. Geräte können absolut und relativ sein. Bei absoluten Instrumenten werden die Messwerte sofort in thermischen Einheiten und bei relativen Instrumenten in relativen gemessen. Daher ist es für solche Instrumente erforderlich, die Umrechnungsfaktoren für den Übergang zu thermischen Einheiten zu kennen.

Absolute Geräte sind in Design und Handhabung recht komplex und finden keine breite Anwendung. Sie dienen vor allem der Überprüfung entsprechender Instrumente. Bei der Konstruktion entsprechender Geräte wird am häufigsten die thermoelektrische Methode verwendet, die auf der Abhängigkeit der Stärke des Thermostroms von der Temperaturdifferenz zwischen den Verbindungsstellen basiert.

Der Empfänger thermoelektrischer Geräte sind Thermosäulen, die aus Verbindungen zweier Metalle bestehen (Abb. 3.1). Der Temperaturunterschied zwischen den Verbindungsstellen entsteht durch unterschiedliche Absorptionsfähigkeit der Verbindungsstellen bzw

Vanometer 3. Im zweiten Fall wird der Temperaturunterschied zwischen den Verbindungsstellen dadurch erreicht, dass einige (Verbindungsstelle 3) abgeschattet und andere (Verbindungsstelle 2) mit Sonnenstrahlung bestrahlt werden. Da der Temperaturunterschied zwischen den Verbindungsstellen durch die einfallende Sonnenstrahlung bestimmt wird, ist seine Intensität proportional zur Stärke des thermoelektrischen Stroms:

wobei N die Abweichung der Galvanometernadel ist; a der Umrechnungsfaktor cal/cm2 min ist.

Um die Strahlungsintensität in thermischen Einheiten auszudrücken, ist es daher notwendig, die Galvanometerwerte mit einem Umrechnungsfaktor zu multiplizieren.

Der Umrechnungsfaktor für ein thermoelektrisches Gerät-Galvanometer-Paar wird durch Vergleich mit bestimmt Kontrollgerät oder anhand der in den Zertifikaten des Galvanometers und des aktinometrischen Geräts enthaltenen elektrischen Eigenschaften mit einer Genauigkeit von 0,0001 cal/cm2 min unter Verwendung der Formel berechnet

wobei a der Umrechnungsfaktor ist; Teilungspreis des Galvanometers, mA; k Empfindlichkeit des Thermoelements, Millivolt pro 1 cal/cm2 min; R b Widerstand des Galvanometers, Ohm; .

Thermoelektrisches Aktinometer AT-50 dient der Messung der direkten Sonneneinstrahlung.

Aktinometergerät. Der Empfänger des Aktinometers ist eine Scheibe 1 aus Silberfolie (Abb. 3.2). Auf der der Sonne zugewandten Seite ist die Scheibe geschwärzt und auf der anderen Seite sind durch eine isolierende Papierdichtung innere Verbindungen von Thermalsternen aus Manganin und Konstantan, bestehend aus 36 Thermoelementen, mit ihr verklebt (dargestellt sind nur sieben Thermoelemente). Das Diagramm). Außenanschlüsse 3 Thermosterne durch Isolierpapierpro-

Reis. 3.2. Thermische Sternschaltung

Mauerwerk 5 ist mit einer Kupferscheibe4 verklebt. Von-

Töchter des Aktinometers Letzteres ist in einem massiven Kupfergehäuse untergebracht, an dem Halterungen befestigt sind

Thermosäulenleitungen und weiche Drähte 6 (Abb. 3.3).

Der Körper mit den Halterungen wird durch ein Gehäuse 7 verschlossen, mit einer Mutter8 gesichert und durch eine Schraube10 mit einem Messrohr9 verbunden. Im Inneren der Röhre befinden sich fünf Membranen, die in abnehmender Reihenfolge ihres Durchmessers von 20 bis 10 mm zum Körper hin angeordnet sind. Die Membranen werden durch Flach- und Federscheiben gehalten, die zwischen dem Gehäuse und der kleinsten Membran angebracht sind. MIT innen Membranen sind geschwärzt.

An den Enden des Rohres befinden sich Ringe 12 und 13 zur Ausrichtung des Aktinometers auf die Sonne. Auf Ring 13 befindet sich ein Loch und auf Ring 12 ein Punkt. Bei korrekte Installation Der durch das Loch hindurchtretende Lichtstrahl muss genau die Spitze des Rings treffen12. Das Rohr ist mit einer abnehmbaren Kappe 11 verschlossen, die zur Bestimmung der Nullposition des Galvanometers dient und den Empfänger vor Verschmutzung schützt.

Das Rohr 9 ist mit einem Stativ14 verbunden, das auf einem Plateau16 mit einem Parallaxenstativ17 montiert ist. Um die Stativachse entsprechend dem Breitengrad des Ortes einzustellen, verwenden Sie eine Skala 18 mit Teilungen, eine Markierung 19 und eine Schraube 20.

Installation. Zunächst wird die Stativachse entsprechend dem Breitengrad des Beobachtungsortes eingestellt. Lösen Sie dazu die Schraube 20 und drehen Sie die Stativachse, bis die Skalenteilung 18, entspricht

gegebener Spielraum, mit einem Risiko von 19 und Reis. 3.3.ThermoelektrischFixieren Sie die Achse in dieser Position

Aktinometer AT-50

NI. Dann wird das Aktinometer auf einem horizontalen Ständer installiert, so dass der Pfeil auf dem Plateau nach Norden zeigt, und nach dem Entfernen der Abdeckung wird es durch Lösen der Schraube 23 und Drehen des Griffs 22 zur Sonne ausgerichtet; Die Röhre9 wird gedreht, bis der Lichtstrahl durch das Loch im Ring13 auf einen Punkt auf dem Ring12 trifft. Anschließend werden die Aktinometerdrähte bei geöffnetem Deckel 11 unter Beachtung der Polarität an die Galvanometerklemmen (+) und (C) angeschlossen. Wenn die Galvanometernadel über Null hinaus abweicht, werden die Drähte vertauscht.

Beobachtungen. Überprüfen Sie 1 Minute vor Beginn der Beobachtung die Installation des Aktinometerempfängers in der Sonne. Anschließend wird der Deckel geschlossen und die Nullposition N 0 mit dem Galvanometer gemessen. Entfernen Sie dann die Abdeckung, überprüfen Sie die Genauigkeit der Ausrichtung auf die Sonne und lesen Sie die Galvanometerwerte dreimal im Abstand von 10-15 s (N 1, N 2, N 3) und die Temperatur am Galvanometer ab. Nach der Beobachtung wird das Gerät mit dem Gehäusedeckel verschlossen.

Beobachtungen verarbeiten. Aus drei Messungen mit einem Galvanometer wird der Durchschnittswert N c mit einer Genauigkeit von 0,1 ermittelt:

N mit N 1N 2N 3. 3

Um einen korrigierten Messwert N zum Durchschnittswert N zu erhalten, geben Sie eine Skalenkorrektur N, eine Temperaturkorrektur N t aus dem Galvanometer-Kalibrierzertifikat ein und subtrahieren Sie die Position des Nullpunkts N 0:

N N Nt N0 .

Um die Intensität der Sonnenstrahlung S in cal/cm2 min auszudrücken, werden die Messwerte des Galvanometers N mit dem Umrechnungsfaktor multipliziert:

Die Intensität der direkten Sonnenstrahlung auf einer horizontalen Fläche wird nach Formel (3.3) berechnet.

Die Höhe der Sonne über dem Horizont h und sinh kann durch die Gleichung bestimmt werden

sin h = sin sin+ cos cos cos,

Wo ist der Breitengrad des Beobachtungsortes? Sonnendeklination für einen bestimmten Tag (Anhang 9); der Stundenwinkel der Sonne, gemessen vom wahren Mittag. Sie wird durch die wahre Zeit in der Mitte der Beobachtungen bestimmt: t Quelle = 15 (t Quelle 12 Stunden).

Thermoelektrisches Pyranometer P-3x3 Wird zur Messung der diffusen und gesamten Sonnenstrahlung verwendet.

Aufbau des Pyranometers (Abb. 3.4).

Der Empfangsteil des Pyranometers ist eine thermoelektrische Batterie 1, bestehend aus 87 Thermoelementen aus Manganin und Konstantan. 10 mm lange Streifen aus Manganin und Konstantan werden nacheinander zusammengelötet und in einem 3x3 cm großen Quadrat so ausgelegt, dass sich die Lote in der Mitte und an den Ecken befinden. MIT draußen Die Oberfläche der Thermosäule ist mit Ruß und Magnesium bedeckt. Die geraden Verbindungsstellen der Thermosäule sind lackiert weiße Farbe, und seltsam

- in Schwarz. Die Knotenpunkte liegen so

schwarze und weiße Bereiche wechseln sich ab

Reis. 3.4. Thermoelektrisches Pyranometer P-3x3

Schachbrettmuster. Durch eine isolierende Papierdichtung wird die Thermosäule an den Rippen der Fliese 2 befestigt und mit dem Körper3 verschraubt.

Aufgrund der unterschiedlichen Absorption der Sonnenstrahlung entsteht ein Temperaturunterschied zwischen den schwarzen und weißen Übergängen, wodurch im Stromkreis ein thermischer Strom entsteht. Die Leitungen der Thermosäule werden an die Klemmen 4 angeschlossen, an die die Drähte angeschlossen werden, die das Pyranometer mit dem Galvanometer verbinden.

Die Oberseite des Gehäuses ist mit einer halbkugelförmigen Glaskappe 5 verschlossen, um die Thermosäule vor Wind und Niederschlag zu schützen. Um die Thermosäule und die Glaskappe vor einer möglichen Kondensation von Wasserdampf zu schützen, befindet sich auf der Unterseite des Gehäuses ein Glastrockner6 mit einem chemischen Feuchtigkeitsabsorber (Natriummetall, Kieselgel usw.).

Ein Gehäuse mit Thermosäule und Glaskappe bildet den Pyranometerkopf, der mit einem Stativ 7 verschraubt ist, das mit einer Schraube 9 in einem Stativ 8 eingespannt ist. Das Stativ wird am Gehäuseboden montiert und verfügt über zwei Stellschrauben10. Bei der Messung von Streu- oder Gesamtstrahlung wird das Pyranometer durch Drehen der Schrauben10 horizontal in einer Ebene11 montiert.

Um den Pyranometerkopf vor direkter Sonneneinstrahlung abzuschirmen, wird ein Schattenschirm verwendet, dessen Durchmesser dem Durchmesser der Glaskappe entspricht. Der Schattenschirm ist auf einem Rohr 14 montiert, das mit einer Schraube 13 mit einer horizontalen Stange 12 verbunden ist.

Bei Abschattung des Pyranometerempfängers durch eine Schattenblende wird die Streustrahlung gemessen, bei ohne Abschattung die Gesamtstrahlung.

Zur Bestimmung der Nullposition der Galvanometernadel sowie zum Schutz der Glaskappe vor Beschädigungen ist der Pyranometerkopf mit einer Metallabdeckung 16 abgedeckt.

Installation. Das Gerät wird in einem offenen Bereich installiert. Überprüfen Sie vor der Beobachtung, ob sich im Glastrockner Trockenmittel befindet (1/3 des Trockners sollte mit Trockenmittel gefüllt sein). Anschließend wird das Rohr 14 mit dem Schattenschirm 15 mittels einer Schraube 13 an der Stange 12 befestigt.

Das Pyranometer ist immer mit der gleichen Seite der Sonne zugewandt, die mit einer Zahl auf dem Kopf gekennzeichnet ist. Um den nummerierten Pyranometerkopf zur Sonne zu drehen, wird die Schraube 9 leicht gelöst und in dieser Position gesichert.

Die Horizontalität der Thermosäule wird auf der Ebene 11 überprüft und bei Nichtkorrektheit mit den Stellschrauben 10 nachjustiert.

Das Galvanometer zur Messung der Stärke des Thermostroms ist auf der Nordseite des Pyranometers in einem solchen Abstand installiert, dass der Beobachter beim Ablesen das Pyranometer nicht nur vor direkter Sonneneinstrahlung abschattet.

Strahlen, sondern auch von Teilen des Himmels. Der korrekte Anschluss des Pyranometers an das Galvanometer wird bei abgenommener Pyranometerabdeckung und gelöster Galvanometerverriegelung überprüft. Wenn die Nadel auf der Skala über den Nullpunkt hinaus abweicht, werden die Drähte vertauscht.

Beobachtungen. Überprüfen Sie unmittelbar vor der Beobachtung, ob das Gerät waagerecht und relativ zur Sonne korrekt installiert ist. Zur Messung der Nullposition des Galvanometers wird der Pyranometerkopf mit einem Deckel 16 verschlossen und die Messwerte des Galvanometers N 0 aufgezeichnet. Danach wird die Pyranometerabdeckung entfernt und im Abstand von 10–15 s eine Reihe von Messungen durchgeführt.

Zuerst werden die Galvanometerablesungen bei abgeschattetem Pyranometer durchgeführt, um die Streustrahlung N 1, N 2, N 3 zu bestimmen, dann in der nicht abgeschatteten Position (der Abschattungsschirm wird durch Lösen der Schraube 13 abgesenkt) um die Gesamtstrahlung N 4 zu bestimmen. N 5, N 6. Nach den Beobachtungen wird das Rohr mit der Schattenblende abgeschraubt und das Pyranometer mit dem Gehäusedeckel verschlossen.

Beobachtungen verarbeiten. Aus einer Reihe von Messwerten auf einem Galvanometer für jede Strahlungsart werden die Durchschnittswerte N D und N Q ermittelt:

Anschließend erhält man die korrigierten Werte von N D und N Q. Dazu werden die Skalenkorrekturen N D und N Q aus den Durchschnittswerten aus dem Kalibrierschein des Galvanometers ermittelt und der Geschossablesungswert des Galvanometers davon abgezogen:

ND ND N N0 , NQ NQ N N0 .

Um die Intensität der Streustrahlung D in cal/cm2 min zu bestimmen, ist es notwendig, die Galvanometerwerte N D mit dem Umrechnungsfaktor zu multiplizieren:

Zur Ermittlung der Gesamtstrahlung Q in cal/cm2 min wird zusätzlich ein Korrekturfaktor für die Sonnenhöhe F h eingeführt. Dieser Korrekturfaktor wird im Eichschein in Form einer Grafik angegeben: Auf der Abszissenachse ist die Höhe der Sonne über dem Horizont aufgetragen, auf der Ordinatenachse der Korrekturfaktor.

Unter Berücksichtigung des Korrekturfaktors für die Sonnenhöhe wird die Gesamtstrahlung nach der Formel ermittelt

Q = a (NQ ND )Fh + ND .

Bei der Beobachtung mit einem Pyranometer lässt sich die Intensität der Direktstrahlung auf einer horizontalen Fläche als Differenz zwischen Gesamt- und Streustrahlung berechnen:

Das mobile thermoelektrische Albedometer AP-3x3 ist für bestimmt

Ideal zur Messung der Gesamt-, Streu- und Reflexionsstrahlung unter Feldbedingungen. In der Praxis wird es hauptsächlich zur Messung der Albedo der aktiven Oberfläche verwendet.

Albedometer-Gerät. Der Empfänger des Albedometers (Abb. 3.5) ist der Pyranometerkopf1, der über eine Hülse2 an ein Rohr3 mit Kardanring4 und Griff5 geschraubt ist. Durch Drehen des Griffs um 180° kann der Empfänger nach oben gerichtet werden, um einfallende Kurzwellenstrahlung zu messen, und nach unten, um reflektierte Kurzwellenstrahlung zu messen. Um sicherzustellen, dass sich das Rohr in einer vertikalen Position befindet, gleitet in seinem Inneren auf einer Stange ein spezielles Gewicht, das sich beim Drehen des Geräts immer nach unten bewegt. Um Stöße beim Drehen des Geräts abzufedern, sind an den Enden des Rohrs Gummidichtungen angebracht6.

Im zerlegten Zustand wird das Gerät auf dem Boden eines Metallgehäuses montiert.

(C) mit geöffnetem Empfänger und freigegebenem Galvanometer-Ableiter. Geht die Galvanometernadel über den Nullpunkt hinaus, werden die Drähte vertauscht.

Bei Beobachtungen in einem Dauergebiet wird der Albedometerempfänger in einer Höhe von 1–1,5 m über der aktiven Oberfläche und auf landwirtschaftlichen Feldern in einem Abstand von 0,5 m von der obersten Ebene der Vegetationsdecke installiert. Bei der Messung von Gesamt- und Streustrahlung wird der Kopf des Albedometers mit seiner Zahl in Richtung Sonne gedreht.

Beobachtungen. Markieren Sie 3 Minuten vor Beginn der Beobachtungen den Nullpunkt. Dazu wird der Albedometerkopf mit einem Deckel verschlossen und die Messwerte des Galvanometers N 0 erfasst. Öffnen Sie dann den Deckel und nehmen Sie drei Messungen am Galvanometer vor, wobei der Empfänger des Albedometers nach oben gerichtet ist, um die einfallende Gesamtstrahlung zu messen: N 1, N 2, N 3. Nach der dritten Messung wird der Empfänger heruntergedreht und nach 1 Minute werden drei Messungen zur Messung der reflektierten Strahlung durchgeführt: N 4, N 5, N 6. Dann wird der Empfänger wieder aufgedreht und nach 1 Minute werden noch drei weitere Messungen vorgenommen, um die einfallende Gesamtstrahlung zu messen: N 7, N 8, N 9. Nach Abschluss einer Lesereihe wird der Empfänger mit einem Deckel verschlossen.

Beobachtungen verarbeiten. Berechnen Sie zunächst die Durchschnittswerte des Galvanometers für jede Strahlungsart N Q und N Rk:

N Q N 1N 2N 3N 7N 8N 9, 6

N Rk N 4N 5N 6. 3

Anschließend wird eine Skalenkorrektur aus dem Kalibrierschein N Q und N Rk auf die Mittelwerte vorgenommen, der Nullpunkt N 0 abgezogen und die korrigierten Werte N Q und N Rk ermittelt:

N QN QN N 0 , N RkN RkN N 0 .

Da die Albedo als Verhältnis der reflektierten Strahlung zur Gesamtstrahlung ausgedrückt wird, wird der Umrechnungsfaktor reduziert und die Albedo als Verhältnis der korrigierten Galvanometerwerte bei der Messung der reflektierten Strahlung und der Gesamtstrahlung (in Prozent) berechnet:

Das Albedometer ist das vielseitigste Gerät. Wenn ein Umrechnungsfaktor vorhanden ist, kann damit die Gesamtstrahlung, gestreut, reflektiert, ermittelt und die direkte Strahlung auf einer horizontalen Fläche berechnet werden. Bei der Streustrahlungsbeobachtung ist die Verwendung einer Schattenblende erforderlich, um den Empfänger vor direkter Sonneneinstrahlung zu schützen.

Thermoelektrisches Waagenmessgerät M-10 zum Messen verwendet

Bestimmung der Strahlungsbilanz der darunter liegenden Oberfläche oder Reststrahlung, die die algebraische Summe aller Arten von Strahlung ist, die von dieser Oberfläche empfangen und verloren werden. Der einfallende Teil der Strahlung besteht aus direkter Strahlung auf der horizontalen Fläche S“, Streustrahlung D und atmosphärischer Strahlung E a. Der ausgehende Teil der Strahlungsbilanz bzw. ausgehende Strahlung besteht aus reflektierter kurzwelliger Strahlung R K und langwelliger Strahlung von der Erde E 3.

Der Betrieb des Bilanzmessers basiert auf der Umwandlung von Strahlungsflüssen in thermoelektromotorische Kraft mithilfe einer Thermosäule.

Die in der Thermosäule entstehende elektromotorische Kraft ist proportional zur Temperaturdifferenz zwischen dem oberen und unteren Empfänger des Bilanzmessers. Da die Temperatur der Empfänger von der ein- und ausgehenden Strahlung abhängt, ist die elektromotorische Kraft proportional zur Differenz der Strahlungsflüsse, die von oberhalb und unterhalb der Empfänger eintreffen.

Die Strahlungsbilanz B wird bei Messung mit einem Bilanzmessgerät durch die Gleichung ausgedrückt

N-Galvanometer-Anzeige; k-Korrekturfaktor unter Berücksichtigung des Einflusses der Windgeschwindigkeit (Tabelle 3.1).

Tabelle 3.1

Korrekturfaktor k (Beispiel)

Die Ablesungen des Ausgleichsmessers, multipliziert mit dem Korrekturfaktor, der einer bestimmten Windgeschwindigkeit entspricht, werden auf die Ablesungen des Ausgleichsmessers bei Windstille reduziert.

Balance-Messgerät(Abb. 3.6). Der Empfänger des Waagenmessers besteht aus zwei geschwärzten dünnen Kupferplatten 1 und 2, die die Form eines Quadrats mit einer Seitenlänge von 48 mm haben. Im Inneren sind 3 und 4 Thermosäulen durch Papierdichtungen mit ihnen verklebt. Die Verbindungen werden durch Windungen aus Konstantanband gebildet, die auf einen Kupferblock gewickelt sind5. Jede Windung des Bandes ist zur Hälfte versilbert. Anfang und Ende der Silberschicht dienen als Thermosiegel. Die geraden Verbindungsstellen werden oben verklebt, die ungeraden

zur Bodenplatte. Die gesamte Thermosäule besteht aus zehn Stäben, auf die jeweils 32–33 Windungen gewickelt sind. Der Waagenempfänger ist in einem scheibenförmigen Gehäuse6 mit einem Durchmesser von 96 mm und einer Dicke von 4 mm untergebracht. Der Körper ist mit einem Griff7 verbunden, durch den Leitungen8 von der Thermosäule geführt werden. Waagenmessgerät mit Kugelgelenken

Installation. Am Ende wird das Gerät mit einer Steckdose befestigt Holzlatten in einer Höhe von 1,5 m über dem Boden. Der Empfänger wird immer horizontal mit der gleichen Empfangsseite nach oben installiert, auf dem Gerät mit der Nummer 1 gekennzeichnet. Die Leitungen von der Thermosäule werden an das Galvanometer angeschlossen.

In den meisten Fällen wird der Waagenzähler mit einer Abschirmung vor direkter Sonneneinstrahlung abgeschirmt. Daher wird zur Messung der direkten Sonneneinstrahlung auf derselben Schiene wie das Balancemeter ein Aktinometer installiert. Um den Einfluss der Windgeschwindigkeit zu berücksichtigen, wird auf Höhe des Balancemessers und in geringem Abstand davon ein Anemometer installiert.

Beobachtungen. 3 Minuten vor Beobachtungsbeginn wird der Nullpunkt des Bilanzmessers N 0 ermittelt. Dies geschieht im offenen Kreislauf. Danach wird das Balance-Messgerät mit dem Galvanometer verbunden, so dass die Galvanometernadel nach rechts abweicht, und es werden drei Ablesungen am Balance-Meter N 1, N 2, N 3 und gleichzeitig drei Ablesungen am Anemometer 1, 2, 3 vorgenommen . Wenn das Waagenmessgerät mit einem Schattenschirm installiert ist, werden nach der ersten und zweiten Ablesung am Waagenmessgerät zwei Ablesungen am Aktinometer vorgenommen