Солнце - звезда Солнечной системы, которая является для источником громадного количества тепла и ослепительного света. Несмотря на то, что Солнце находится от нас на значительном расстоянии и до нас доходит лишь небольшая часть его излучения, этого вполне достаточно для развития жизни на Земле. Наша планета вращается вокруг Солнца по орбите. Если с космического корабля наблюдать Землю в течение года, то можно заметить, что Солнце всегда освещает только какую-либо одну половину Земли, следовательно, там будет день, а на противоположной половине в это время будет ночь. Земная поверхность получает тепло только днем.
Крайние условия, вызванные летним и зимним солнцестоянием, встречаются в широтах, превышающих полярные круги, где эти дни или ночи продолжаются двадцать четыре часа. Когда Земля преодолела ровно половину своей солнечной орбиты, то, что происходит в одном полушарии, полностью противоположно тому, что происходит в другом.
Между солнцестояниями солнечной орбиты положение Земли наклонно относительно Солнца. Когда Земля достигает середины между солнцестояниями, лучи солнца падают перпендикулярно к экватору. В течение короткого периода времени оба полушария получают один и тот же солнечный свет и последние дни во всех уголках планеты. Эти две позиции известны как равноденствия и определяют начало весны и осени, в марте и сентябре.
Наша Земля нагревается неравномерно. Неравномерный нагрев Земли объясняется ее шарообразной формой, поэтому угол падения солнечного луча в разных районах различен, а значит, различные участки Земли получают различное количество тепла. На экваторе солнечные лучи падают отвесно, и они сильно нагревают Землю. Чем дальше от экватора, тем угол падения луча становится меньше, а следовательно, и меньшее количества тепла получают эти территории. Один и тот же по мощности пучок солнечного излучения обогревает гораздо меньшую площадь, так как он падает отвесно. Кроме того, лучи, падающие под меньшим углом, чем на экваторе,пронизывая , проходят в ней больший путь, вследствие чего часть солнечных лучей рассеивается в тропосфере и не доходит до земной поверхности. Все это свидетельствует о том, что при удалении от экватора к северу или к югу уменьшается , так как уменьшается угол падения солнечного луча.
В тропических регионах продолжительность дней не меняется чрезмерно от одного сезона к другому. Из-за своего местоположения, вблизи области максимального солнечного облучения, дни имеют довольно равномерную продолжительность. В летнее солнцестояние лучи солнца падают перпендикулярно на Землю на определенной широте как на севере, так и на юге от экватора. В этот день кажется, что солнце в полдень точно совпадает с вертикальным центром неба. Эти широты представляют собой параллели, называемые тропиками, и область между ними всегда имеет теплый климат.
На степень нагрева земной поверхности влияет также и то, что земная ось наклонена к плоскости орбиты, по которой Земля совершает полный оборот вокруг Солнца, под углом 66,5° и все время направлена северным концом в сторону Полярной звезды.
Представим себе, что Земля, двигаясь вокруг Солнца, имеет земную ось, перпендикулярную плоскости орбиты вращения. Тогда бы поверхность на разных широтах получала бы неизменное в течение года количество тепла, угол падения солнечного луча был все время постоянным, всегда день был бы равен ночи, не происходило бы смены времен года. На экваторе эти условия мало отличались бы от нынешних. Существенное влияние на нагрев земной поверхности, а значит, и на весь наклон земной оси имеет именно в умеренных широтах.
Не случайно эти углы представляют собой точный наклон Земли относительно плоскости, которая образует свою орбиту вокруг Солнца. Если наклон был нулевым, Солнце всегда было бы чуть выше экватора, ночи и дни всегда оставались бы одинаковыми во время всех год и времена года не существовали бы, как мы их знаем.
Все права сохранены. Вы, конечно же, слышали высказывание «молния никогда не падает дважды в одном месте». Но озеро Маракайбо в Венесуэле является доказательством того, что это не так. В тихую ночь на место попадают тысячи молний в час. Это явление известно несколькими именами, среди них: Маяк Маракайбо, Молния Кататумбо и, что еще более внушительно, Вечная буря. Возможно, последнее является преувеличением, но факт состоит в том, что в среднем на 260 дней шторма в год происходит то место, где река Кататумбо встречает озеро Маракайбо.
В течение года, то есть за время полного оборота Земли вокруг Солнца, особо примечательны четыре дня: 21 марта, 23 сентября, 22 июня, 22 декабря.
Тропики и полярные круги разделяют поверхность Земли на пояса, которые различаются между собой солнечной освещенностью и количеством тепла, получаемого от Солнца. Выделяют 5 поясов освещенности: северный и южный полярные, которые получают мало света и тепла, пояс с жарким климатом и северный и южный пояса, которые получают света и тепла больше, чем полярные, но меньше, чем тропические.
Там ночное небо освещено в течение девяти часов тысячами вспышек естественно произведенного электричества. Летние бури распространены во многих местах по всему миру, но вдоль экватора, где температура выше, небо производит всплески в течение года. До сих пор Демократическая Республика Конго в Центральной Африке считалась штормовой столицей мира. Здесь находится горная деревня Кифука, ежегодно попадающая в среднем на 158 ударов молнии на квадратный километр. Но новое исследование заняло название места.
Но озеро Маракайбо в конечном итоге заняло место в Книге рекордов Гиннеса за «самую высокую концентрацию молнии в мире», из которых 250 на каждый квадратный километр каждый год. Количество штормов уменьшается в январе и феврале, суше, и достигает своего самого впечатляющего момента на пике сезона дождей в октябре. В это время года можно увидеть в среднем 28 вспышек молнии в минуту.
Итак, в заключение можно сделать общий вывод: неравномерный нагрев и освещение земной поверхности связаны с шарообразностью нашей Земли и с наклоном земной оси до 66,5° к орбите вращения вокруг Солнца.
Как изменяется высота Солнца над горизон-том на протяжении года. Чтобы выяснить это, вспомните результаты своих наблюдений за длиной тени, которую отбрасывает гномон (шест длиной 1 м) в полдень. В сентябре тень была одной длины, в октябре она стала длиннее, в ноябре — ещё длиннее, в 20-х числах декабря — самой длинной. С конца декабря тень снова уменьшается. Изменение длины тени гно-мона показывает, что на протяжении года Солнце в полдень бывает на разной высоте над горизонтом (рис. 88). Чем выше Солнце над горизонтом, тем короче тень. Чем ниже Солнце над горизонтом, тем длиннее тень. Выше всего поднимается Солнце в Северном полушарии 22 июня (в день летнего солнцестояния), а наиболее низкое его положение — 22 декабря (в день зимнего солнцестояния).
В течение нескольких десятилетий эксперты пытались понять причины интенсивной штормовой активности в регионе. Считалось, что в 1960-х годах урановые отложения на скалистой основе площадки привлекли больше молний. В последнее время некоторые ученые предположили, что проводимость воздуха на поверхности озера увеличивается за счет избытка метана, выделяемого подземными запасами нефти.
Но ни одна из этих теорий не доказана. На данный момент это явление объясняется мощной комбинацией топографии и воздушных потоков, которые циркулируют в этом районе. «Многие из этих мест, заполненных молнией, имеют общие черты на их территории: крутые горные хребты, очень изменчивый берег или их сочетание», - объяснил Даниэль Сесил из группы исследований молний в Глобальном центре гидрологии и климате НАСА.
Почему нагревание поверхности зависит от высоты Солнца. Из рис. 89 видно, что одинаковое количество света и тепла, поступающее от Солнца, при его высоком положении попадает на меньший участок, а при низком — на больший. Ка-кой участок будет нагреваться больше? Разумеется, меньший, поскольку там сосредоточены лучи.
Следовательно, чем выше Солнце над горизонтом, тем прямолинейнее падают его лучи, тем больше нагревается земная поверхность, а от неё и воздух. Тогда наступает лето (рис. 90). Чем ниже Солнце над горизонтом, тем меньше угол падения лучей, и тем меньше нагревается поверхность. Наступает зима.
«Такие функции помогают создать режим ветров и моделей отопления и охлаждения, которые могут повысить вероятность бурь». Расположенный в северо-западной Венесуэле, крупнейшее озеро в Южной Америке проходит через город Маракайбо, чтобы присоединиться к Карибскому морю. Он сидит на развилке в Андах и поэтому окружен высокими горными хребтами на трех других сторонах.
По прошествии дня сильное тропическое солнце испаряет воду из озера и окружающие ее болота. Когда наступает ночь, ветер от моря подталкивает теплый воздух в холодный воздух, который спускается с гор. Воздух поднимается и кучево-дождевые облака образуют башни высотой 12 километров.
Чем больше угол падения солнечных лучей на земную поверхность, тем больше она освещается и на-гревается.
Как нагревается поверхность Земли. На по-верхность шарообразной Земли солнечные лучи, падают под разным углом. Наибольший угол паде-ния лучей на экваторе. По направлению к полюсам он уменьшается (рис. 91).
Под наибольшим углом, почти отвесно, солнечные лучи падают на экваторе. Земная поверхность там получает больше всего солнечного тепла, поэто-му у экватора жарко круглый год и смены времён года не бывает.
Издалека эти странные облака кажутся спокойными, но в них сражается битва: капли воды от горячего, влажного воздуха врезаются в кристаллы холодного льда, производят статические разряды и начинают электрический шторм. Статическое электричество разряжается в молнию, ударяя по земле, проходя через облака или извергаясь в них. Гром - это звуковые волны, созданные, когда тепло луча, которое может быть в три раза более горячее, чем поверхность Солнца, внезапно сжимает воздух вокруг него.
В дополнение к световому и звуковому шоу, есть особые эффекты дождя и града. «Кататумбо Молния» настолько блистательна, что ее можно увидеть на расстоянии до 400 километров. В колониальный период испанские навигаторы использовали его для руководства. Сила и продолжительность этих штормов, возможно, вдохновили многие «причины», но свидетель сообщает, что лучи имеют несколько цветов - это трюк света.
Чем дальше от экватора на север или на юг, тем угол падения солнечных лучей меньше. Вследствие этого меньше нагреваются поверхность и воздух. Становится прохладнее, чем на экваторе. Появляются времена года: зима, весна, лето, осень.
На полюса и приполярные районы зимой солнечные лучи совсем не попадают. Солнце по несколько ме-сяцев не появляется из-за горизон-та, и день не наступает. Это явление называется полярная ночь . Поверхность и воздух сильно охлаждаются, поэтому зимы там очень суровые. Ле-том же Солнце месяцами не заходит за горизонт и светит круглые сутки (ночь не наступает) — это полярный день . Казалось бы, если так долго продолжается лето, то и поверхность должна нагре-ваться. Но Солнце находится низко над горизонтом, его лучи лишь скользят по поверхности Земли и почти не нагревают её. Поэтому лето вблизи полю-сов холодное.
Когда белый свет проходит сквозь пыль или влагу, часть его поглощается или преломляется, делая ее видимой в разных цветах. Любой, кто смотрел шоу, также гарантирует, что он часто молчит, но это также связано с перспективой зрителя: поскольку скорость звука намного меньше, чем скорость света, многие громы не слышны на расстоянии.
На основе этих данных эксперты подготовили карту мест, наиболее пораженных молнией в мире. Спутник теперь истощает свое топливо и возвращается на Землю, но ученые с оптимизмом смотрят в будущее миссии. «У нас есть планы по установке светографических приборов на некоторых геостационарных спутниках, расположенных над различными частями земного шара», - объясняет Сесил. «Это даст нам непрерывные измерения электрической активности, а не краткие портреты, которые были получены спутниками, которые находились на более низкой орбите».
Освещение и нагревание поверхности зависят от её расположения на Земле: чем ближе к экватору, тем больше угол падения солнечных лучей, тем сильнее нагревается поверхность. По мере удаления от эк-ватора к полюсам угол падения лучей уменьшается, соответственно поверхность нагревается меньше, и становится холоднее. Материал с сайта
Способность прогнозировать бури становится все более важной, поскольку население мира растет - особенно в развивающихся странах, где люди, как правило, больше работают на открытом воздухе и не имеют достаточной защиты от молнии. Чтобы помочь нам лучше понять это явление, штормы также анализируются снизу.
Хольцворт, возглавляющий операцию из Университета Вашингтона, говорит, что наблюдения на земле дополняют данные, полученные спутниками. С другой стороны, датчики только захватывают самые сильные энергетические разряды, не регистрируя небольшие бури, - говорит он.
 |
| Весной растения начинают бурно развиваться |
Значение света и тепла для живой природы. Солнечный свет и тепло необходимы всему живому. Весной и летом, когда света и тепла много, расте-ния находятся в расцвете. С приходом осени, когда Солнце над горизонтом снижается и уменьшается поступление света и тепла, растения сбрасывают листву. С наступлением зимы, когда продолжительность дня небольшая, природа находится в состоянии покоя, некоторые животные (медведи, барсуки) даже впадают в спячку. Когда наступаем весна и Солнце поднимается всё выше, у растений снова начинается активный рост, оживает животный мир. И всё это благодаря Солнцу.
Для тех, кто хочет узнать больше о штормах, но не хочет отказываться от комфорта крыши, проект зонда создает карту лучей, поражающих планету в реальном времени. Для более мужественного, есть несколько туров, организованных на озере Маракайбо. Лучи солнца падают на всю поверхность земли. И особенно на дорогах и велосипедных дорожках. Почему бы не использовать этот потенциал поверхностей для обеспечения фотоэлектрическими панелями части необходимого электричества? Имея это в виду, несколько компаний и исследователей разработали амбициозные проекты по восстановлению солнечной энергии в непредвиденных местах.
Декоративные растения, такие как монстера, фикус, аспарагус, если их постепенно поворачивать к свету, разрастаются равномерно во все стороны. Но цветущие растения плохо переносят такую перестановку. Азалия, камелия, герань, фуксия, бегония почти сразу сбрасывают бутоны и даже листья. Поэтому во время цветения «чув-ствительные» растения лучше не переставлять.
Солнечная энергия: солнечные дороги и велосипедные дорожки развиваются
Первая 70-метровая секция дорожки с солнечным циклом была установлена в городе Амстердаме с долгосрочной целью - распространить эту технику на все дороги страны и велосипедную сеть. Целью этого первого теста является, во-первых, изучить способность поставлять, в частности, локальную сеть с электричеством, и, во-вторых, разработать систему, которая позволит перезаряжать автомобили и электронные байки. просто управляя без необходимости проводов или электрических пробок. Этот метод также мог бы обеспечить электроэнергию, необходимую для общественного освещения, если устройство было подключено к системе хранения.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском
На этой странице материал по темам:
- кратко распределение света и тепла на земном шаре
