Informații generale
Soarele este sursa de căldură și lumină de pe Pământ. Ea radiază în spațiul lumii o cantitate imensă de energie, o parte din care este interceptată de pământ. Cantitatea de căldură dată de soare este suficientă pentru a topi un strat de gheață cu o grosime de 36 m, acoperind întreaga suprafață a pământului la t = 0 °. Alte surse de energie sunt neglijabile. Luna și stelele ne transmit foarte puțină căldură. Căldura intrinsecă a pământului are un efect nesemnificativ asupra temperaturii suprafeței pământului și asupra straturilor adiacente ale atmosferei. 1 mp cm din suprafața pământului îi mulțumește doar 54 de mii de cals pe an, ceea ce reprezintă aproximativ 1/5000 din căldura trimisă de soare. În consecință, încălzirea Pământului apare în principal din Soare.
Descrierea fizică a energiei solare
Întregul agregat de energie solară (de la infraroșu la razele ultraviolete) trimis de soare se numește radiație solară. Cantitatea totală de căldură primită de la soare în 1 minut 1 pătrat. cm dintr-o suprafață înnegritată plasată perpendicular (în mod normal) la razele soarelui se numește stresul prin radiație solară. Este exprimat în calorii mici și este indicat prin litera I. Valoarea insolation. adică cantitatea de căldură și de lumină obținută de la soare pe unitate de timp, de exemplu, într-un minut, pe suprafața unității, este măsurată prin instrumente speciale - actinometre. și piroliometre. Intensitatea insolației variază în funcție de următoarele condiții. În primul rând, depinde de distanța pământului de soare. După cum se știe din fizică, tensiunea energiei radiante variază invers cu pătratul distanței față de sursa de lumină și căldură.
În al doilea rând, magnitudinea de insolare depinde de unghiul de incidență al razelor și este direct proporțională cu sinusul unghiului alcătuit de raza incidentă cu suprafața pământului. Cu cât unghiul este mai aproape de drept, cu atât mai multe raze dau căldură și lumină. Dacă fasciculul de raze cade vertical, atunci acesta oferă maximum de căldură și lumină, iar dacă este orizontală, nu dă nici o căldură. Cantitatea de căldură, obținută 1 pătrat. suprafață orizontală cm, pe baza legilor fizicii, este egală cu cantitatea de căldură Q1 poate obține. Suprafața cm direcționată perpendicular razele, înmulțită cu sinusul unghiului format de raze cu suprafața orizontală. Al treilea factor este durata încălzirii. Ultimii doi factori sunt deosebit de importanți. În locuri diferite și în diferite anotimpuri determinate magnitudinea insolației și acestor definiții au încercat să se retragă constanta solară și magnitudinea, adică cantitatea de energie produsă pe minut la o incidență pe verticală a grinzilor 1 sq. cm dintr-o suprafață neagră care este în afara atmosferei, adică atunci când razele nu sunt reținute complet de aceasta. De mult timp a fost adoptată definiția lui Langdei, care a calculat că constanta solară este de 3 m cal (m Cal - cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi 1 g de apă la 1 °). În ultimii ani, observațiile exacte ale astrofiziciștilor americani și ale altor oameni de știință din diferite țări au arătat că media constanta solară atinge 1,94 m cal / cm min. Această constanță solară, totuși, nu rămâne constantă și variază, în primul rând, datorită schimbării distanței pământului de soare și, în al doilea rând, datorită fluctuațiilor radiației însuși emise de soare. În cea mai mică distanță de pământ de la soare (aproximativ 147 milioane km), afluxul de energie solară până la limita exterioară a atmosferei ar trebui să fie cu 6,7% mai mare decât în momentul celui mai mare eliminare (aproximativ 152 milioane km). În ceea ce privește a doua cauză, care afectează amploarea fluctuațiilor constantei solare, se observă că, în timpul unui număr mare de suprafață sunspots atunci când soarele este în starea sa cea mai activa, constanta solara este crescut cu aproximativ 2%, în comparație cu pete de vârstă de dezvoltare minimă.
Intrarea în atmosferă. radiația solară este parțial absorbită și împrăștiată, astfel încât numai restul să ajungă la suprafața pământului. Când soarele se află la zenit, calea radiației solare prin atmosferă este cea mai scurtă. Coeficientul de transparență scade odată cu creșterea conținutului de praf, vapori de apă (umiditate absolută) și dioxid de carbon în aer. Deoarece nu există praf mai puțin în timpul iernii și datorită temperaturii scăzute, umiditatea absolută este scăzută, atunci transparența aerului este mai mare decât în timpul verii. Suprafața pământului se distinge prin radiația solară directă și radiația împrăștiată. Formulele considerate mai sus se referă la radiația solară directă. Cu cât soarele este mai scăzut și, în consecință, cu cât este mai lungă calea radiației solare din atmosferă, cu atât razele sunt mai împrăștiate. În vreme umbroasă, la umbră, avem de-a face cu radiații solare difuze. În același timp, nu trebuie să uităm că radiația de nori și obiecte din jur (radiații termice infraroșii invizibile) este întotdeauna adăugată la ea.
Valoarea insolație este în curs ca schimbarea de zi cu zi, astfel încât anual: schimba zilnic vine din rotația Pământului în jurul axei sale și este clar că atunci când soarele razele greva ei mai întâi în plan orizontal, și apoi, când soarele răsare mai mare și mai mare deasupra orizontului, apoi razele sale se la un unghi mare și mare, iar ca urmare a acestei insolații crește până la 12 ore de ciocan și apoi începe să scadă. În plus periodicitate zilnică, există un raport anual, deoarece, pe lângă rotirea în jurul axei sale, pământul se mișcă mai departe în jurul soarelui, axa de pământ stabilit ne pe verticală în raport cu elipsa (adică, calea de-a lungul căreia se deplasează pământ) și înclinată la un unghi de 66 ° 33 '.
Energia surselor subterane
Informații generale
Estimarea temperaturii în intestinul Pământului
Deoarece mantaua Pământului se comportă ca un corp solid în ceea ce privește undele seismice, limita de temperatură pentru topire este de obicei luată ca limită de temperatură superioară. Punctul de topire al silicatelor care compun mantaua la marginea mantalei-manta este de aproximativ 5000 K la o presiune de 1,4 milioane de bari. Miezul Pământului este în stare topită. Acesta constă, în principal, din fier, punctul de topire al cărui punct de topire la o presiune de 1,4 milioane bari este de 4600 K. Temperatura din centrul miezului Pământului este estimată la 6000 K.
Fluxul de căldură este determinat atât pe uscat cât și pe mare. Măsurătorile au arătat că magnitudinea fluxului de căldură depinde de geologia regiunii. În regiunile cele mai vechi, de exemplu, pe scuturile Precambrian, fluxul de căldură este de 0,92 μcal / cm, iar în regiunile vulcanice, cu excepția regiunilor geotermale, 2,16 μcal / cm. Pe oceane cel mai mare flux de căldură observate pe crestele submarine, iar cel mai mic - în tranșee de adâncime. Misterul nerezolvat Unul dintre misterele naturii geofizicii este egalitatea aproximativă a fluxurilor de căldură pe oceane și continente, deși grosimea crustei pământului diferă semnificativ. Valoarea medie a fluxului de căldură pe continente este de 1,55, iar pe oceane 1,50 μcal pe secundă de la un centimetru pătrat. Există mai multe ipoteze care explică acest fenomen. Explicați fie gradul de diferențiere a elementelor radioactive, fie convecția în mantaua superioară. Deși până la sfârșitul acestei probleme nu a fost studiat.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: