Сонячна радіація - промислова екологія
Сонячна енергія (радіація) - кінетична енергія випромінювання, яка утворюється в результаті термоядерних реакцій в надрах Сонця. Оскільки запаси сонячної енергії практично невичерпні (астрономи підрахували, що сонце буде ще «горіти» кілька мільйонів років), її відносять до поновлюваних ресурсів.
Спектр сонячного електромагнітного випромінювання включає в себе широкий діапазон хвиль. Він складається з інфрачервоного випромінювання - 43%, видимих променів - 50%, ультрафіолетового випромінювання - 7%. Рівень жорсткого рентгенівського випромінювання і гамма-випромінювання зазвичай зневажливо малий, але в періоди сонячних спалахів може досягати високих значень. Сонячна активність носить циклічний характер, період її становить 11 років, а максимальна активність становить 10 спалахів в рік. Поява спалаху передбачити неможливо, хоча спостереження за сонячною активністю дозволяє приписати високу або низьку ймовірність можливої появи спалаху в найближчі п'ять діб.
Випромінювання Сонця - є основним джерелом енергії майже для всіх процесів, що відбуваються в атмосфері, гідросфері і верхніх шарах атмосфери. Земля отримує в рік 10,5 * 106 кДж / м2 енергії від Сонця. У порівнянні з цим кількість променевої енергії інший мізерно мало. Так промениста енергія зірок становить одну стомільйонний частку сонячної енергії.
Сонячну енергію рослини використовують для фотосинтезу. За рахунок органічних речовин синтезованих рослинами задовольняються енергетичні потреби всіх інших компонентів екосистем. Причина стійкості екосистем полягає в тому, що вони базуються на практично невичерпне джерело енергії - на сонячній енергії.
Рослинами для процесу фотосинтезу засвоюється тільки 1% сонячної радіації, що надходить на Землю. Вченими підраховано, що приблизно такої ж кількості сонячної енергії було б достатньо для забезпечення потреб транспорту, промисловості і побуту. Проблема полягає в тому, що сонячна енергія падає на всю поверхню Землі і ніде не досягає особливої інтенсивності. Потрібно навчиться вловлювати енергію Сонця, концентрувати її, запасати і трансформувати в інші види енергії.
За одиницю вимірювання сонячної енергії приймається кількість калорій тепла, поглинене 1 см2 абсолютно чорної поверхні, перпендикулярної напрямку сонячних променів за одну хвилину (кал / см2 хв.)
Потік променевої енергії Сонця, що досягає земної атмосфери відрізняється постійністю. Його інтенсивність називають сонячною постійною і приймають в середньому 1,88 кал / см2 хв. Величина сонячної постійної коливається в залежності від відстані від Землі до Сонця, від сонячної активності, коливання її складають 3,4-3,5%.
Кількість сонячної радіації залежить від кута падіння променів. Максимальна кількість радіації отримує поверхня перпендикулярна напряму сонячних променів. При похилому падінні того ж пучка промениста енергія поширюється на більшу площу і одиниця поверхні отримує меншу її кількість. Чим менше кут падіння сонячних променів, тим менше інтенсивність сонячної радіації. Залежність інтенсивності соленчной радіації від кута падіння виражається формулою: I1 = I0 sin h, де
I0 - сонячна постійна,
I1 - інтенсивність сонячної радіації,
h - кут падіння сонячних променів.
Кут падіння сонячних променів 90 градусів тільки на екваторі. На інших широтах від менше. Відповідно зменшення кута падіння променів зменшується і інтенсивність сонячної радіації по широкій.
На величину сонячної радіації впливає і атмосфера. Вона поглинає і розсіює промені, зменшуючи інтенсивність. Чим довше шлях променя через атмосферу, тим більше він втрачає свою інтенсивність. Тому з підняттям в гори інтенсивність сонячної радіації збільшується. Загальне ослаблення радіації в атмосфері при будь-якій висоті Сонця виражається формулою Бузі: Im = I0 pm, де
m - шлях променя при висоті 90 градусів,
р - коефіцієнт прозорості атмосфери,
Прозорість атмосфери неоднакова в різних умовах. Вона залежить від змісту в повітрі вологи, пилу, від широти, пори року.
Сонячна радіація, яка досягла поверхні Землі, частково відбивається назад в атмосферу. Ставлення радіації, відбитої від поверхні до потрапляє на неї називають альбедо. Альбедо виражається в% або частках від одиниці і характеризує відбивну здатність поверхні.