Еще лет двадцать назад, говоря о приходе тепла солнечной радиации к земной поверхности, имели в виду в большинстве случаев только прямые солнечные лучи. Рассеянной радиации не придавали практически никакого значения, поскольку, не умея верно ее измерять, не могли учесть ее роли в общем приходе лучистой энергии к земной поверхности. Но з. последнее время отношение к рассеянной радиации изменилось коренным образом. Мы обучились ее измерять, оценили ее значение для Почвы. Рассеянная радиация воздуха’—это та же солнечная радиация, но лишь она доходит до земной поверхности не в виде прямых солнечных лучей, а в виде рассеянного потока.
Главное отличие рассеянной радиации от солнечной содержится в том, что при солнечной радиации мы имеем направленный поток лучей, в то время как рассеянная идет от всех мест небесного свода. Второе отличие содержится в том, что спектральный состав ее непостоянен: при безоблачном небе преобладает ультрафиолетовая радиация, при облачном небе максимум излучения перемещается к более долгим волнам — к красному финишу спектра.
Так как источником рассеянной радиации есть солнечный луч, то в полной мере конечно ожидать, что величина рассеянной радиации самым тесным образом связана с высотой Солнца над горизонтом. Наблюдения подтверждают это: интенсивность рассеянной радиации возрастает с повышением высоты Солнца и значительно уменьшается с уменьшением последней.
При безоблачном небе величина рассеянной радиации зависит от прозрачности воздуха: чем меньше прозрачность воздуха, тем больше рассеянная радиация, поскольку в этом случае в воздухе появляются добавочные центры рассеивания (пылинки).
Измерения интенсивности потока рассеянной радиации при помощи особых устройств говорят о том, что для безоблачного неба интенсивность данной радиации мала — порядка сотых долей калорий на 1 квадратный сантиметр горизонтальной поверхности в 1 60 секунд.
Так как величина рассеянной радиации зависит от чистоты воздуха, и от ее плотности, то при подъеме на горы либо в самолете величина рассеянной радиации обязана уменьшаться, поскольку самые плотные и засоренные слои воздухи окажутся ниже, а ведь эти слои играются главную роль в рассеивании солнечных лучей. Это подтверждается наблюдениями: чем выше производятся измерения, тем замечаемая рассеянная радиация меньше — обратно тому, что получается для прямых солнечных лучей.
Так, величина рассеянной радиации при безоблачном небе мала, и роль данной радиации в общем приходе лучистой энергии для земной поверхности незначительна.
Но при наличии туч рассеянная радиация существенно возрастает. Это ясно: облака, складывающиеся из капелек воды либо кристаллов льда, являются красивой рассеивающей средой. Как существенно возрастает в этом случае рассеянная радиация, показывает рис. 13. На этом рисунке приведен итог записи в Павловске рассеянной радиаций воздуха для двух апреля года 20 и 21 последовательных 1935 дней. 21-го сутки был безоблачный, а 20-го — высококучевые тучи, абсолютно закрывавшие небесный свод. На рисунке продемонстрировано, насколько велика радиация облачного неба если сравнивать с безоблачным: так, около 12 часов дня 21 апреля она была 0,07 калории, а 20 апреля одновременно с этим — 0,40 калории, другими словами практически в шесть раза больше. Само собой разумеется, различные тучи по-различному рассеивают солнечные лучи. Облака высоких форм, как, к примеру, перистые, рассеивают радиацию по отношению к земной поверхности незначительно; облака низких, плотных форм (слоистые, дождевые) кроме этого мало; громаднейшее рассеивание создают облака высококучевые и кучевые.
Из сообщённого ясно, что величина рассеянной радиации возможно такой значительной, что другой раз она способна соперничать с размерами прямой солнечной радиации. Особенно громадно значение рассеянной радиации для северной и полярной областей, где Солнце не редкость относительно редко и целый приход радиации обусловливается в большинстве случаев рассеянной радиацией, прямая же солнечная играется второстепенную роль.
Кроме того из краткого изложения роли рассеянной радиации видно, какое громадное значение имеют ее учёт и изучение. В этом испытывает недостаток первым делом геофизика и метеорология: энергия, которую приносит эта радиация, играется важную роль в процессах, происходящих на Земле и в нижних слоях воздуха. Ботаника и агрономия также заинтересованы в изучении особенностей, качества и количества рассеянной радиации. В последнии месяцы ею заинтересовалась и медицина, поскольку в санаториях и на курортах ее применяют для лечебных целей.
Суммарной радиацией именуется неспециализированная величина потока лучистой энергии, достигающей земной поверхности как от Солнца, так и от небесного свода. В естественных условиях большей частью и происходит таковой приход радиации.
В ясный, безоблачный сутки суммарная радиация складывается из прямой солнечной радиации на горизонтальную поверхность и рассеянной радиации безоблачного неба. При небесном своде, частично покрытом тучами, суммарная радиация складывается из солнечной, рассеянной рассеянной облаками и атмосферой радиации. При пасмурной погоде, другими словами в тех условиях, в то время, когда небесный свод абсолютно покрыт тучами, мы приобретаем лишь радиацию, рассеянную тучами.
Для практических целей главное значение имеет изучение конкретно суммарной радиации, а не солнечной и рассеянной в отдельности, поскольку с суммарной радиацией связан главный последовательность метеорологических процессов.
Долгие записи на последовательности актинометрических станций наблюдений как суммарной, так и по отдельности солнечной и рассеянной радиации (из сложения которых возможно взять суммарную) позволяют произвести учет данной радиации в разных климатических условиях.
Перед тем как перейти к изучению самих размеров суммарной радиации, остановимся мало на соотношении между составляющими частями данной радиации как в годовом ходе, так и за год в целом.
На рис. 14 приведено процентное соотношение между приходом солнечной и рассеянной радиации. В верхней части рисунка это соотношение дано для самого северного пункта — бухты Негромкой, в нижней — для самый южного пункта — города Ташкента. На этом рисунке проценты солнечной радиации заштрихованы.
Зимой в Ташкенте получается однообразное количество тепла солнечной и рассеянной радиации. С весны перевес переходит на сторону солнечной радиации, которая непрерывно возрастает до конца лета, в то время, когда на ее долю приходится 75 процентов всего прихода лучистой энергии. В будущем, к зиме, роль солнечной радиации непрерывно значительно уменьшается.
Вторая картина получается для бухты Негромкой. В первую очередь приход радиации отмечается на данной станции лишь с марта по октябрь; в марте на долю солнечной радиации приходится 36 процентов, после этого к лету процентное количество данной радиации значительно уменьшается, в июне достигает 21 и к осени мало возрастает. В годовом ходе получается обратное соотношение если сравнивать с Ташкентом.
В случае, если подсчитать соотношение между солнечной и рассеянной радиацией в среднем за год, то мы заметим, что роль этих радиаций в бухте и Ташкенте Негромкой изменяется. Для первого пункта на долю прямой солнечной радиации приходится 70 процентов, а на долю рассеянной — 30 процентов; для бухты Негромкой обратная картина: прямая радиация Солнца дает 30 процентов, рассеянная — 70.
Сейчас нам остается еще познакомиться с распределением суммарной радиации по земному шару, как это разрешают имеющиеся материалы.
В табл. 6 приведены средние годовые размеры суммарной радиации для 23 мест.
Числа данной таблицы разрешают нам сделать последовательность весьма занимательных выводов. Пункты в таблице расположены по уменьшающимся широтам. Сразу же кидается в глаза, что с уменьшением широты суммарная радиация возрастает; от 57 громадных калорий при широте 80°,3 она доходит до 170 при широте 36°,7, другими словами возрастает втрое при уменьшении широты на 43 градуса.