Klimat gór - promieniowanie i wiatry, Klimat obszarów górskich
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Rozkład promieniowanie słoneczne w górach: promieniowanie bezpośrednie, rozproszone, całkowite, UV, albedo.
Rodzaje promieniowania słonecznego
- promieniowanie bezpośrednie S – strumień energii promienistej, która przez atmosferę dociera od Słońca do powierzchni Ziemi w postaci wiązki promieni równoległych (czyli świeci Słonce i rzuca nam cień)
- promieniowanie rozproszone D – część energii promienistej, która ulega rozproszeniu na aerozolach i cząstkach pary wodnej w atmosferze i dochodzi do powierzchni od całego sklepienia niebieskiego (dochodzi od Słońca,ale rozprasza się na chmurach, aerozolach itd.)
- promieniowanie całkowite T – suma energii promieniowania bezpośredniego i rozproszonego
S + D = T
Albedo
Albedo – część energii promienistej jest odbijana od powierzchni na którą pada – stosunek energii odbitej do padającej. Zmienia się w ciągu roku jak i w ciągu doby.
Rodzaj powierzchni
Albedo %
Śnieg świeży
75-95
Śnieg zleżały
40-70
Lód lodowcowy
20-40
Las liściasty
10--20
Las iglasty
5--15
Trawa zielona
26
Trawa wyschnięta
19
Gleba czarna sucha
14
Gleba czarna wyschnięta
8
Lita skała
12--15
Granit
29-31
Zmierzona zmiana albeda wynosi:
- na Kaukazie od 29% na wysokości 2130 do 74% na 5300
- ogólnie – zmiana albeda wraz z wysokością kształtuje się na granicy kilkudziesięciu procent, a jednocześnie z jego zmianą różnicuje się ilość promieniowania odbitego
Promieniowanie UV
Na dużych wysokościach promieniowanie ultrafioletowe nie jest w takim stopniu przefiltrowane przez warstwę atmosfery, jak na poziomie morza. W górach mimo iż temperatura może wynosić -30 czy -40°C, skóra może ulec poważnym poparzeniom. Promieniowanie ultrafioletowe jest również bardzo groźne dla wzroku. Oczy są w wysokich partiach gór bardzo narażona na tzw ślepotę lodowcową czyli oftalmię.
Im ciemniejsze włosy i kolor skóry tym silniejsza naturalna ochrona i ciemniejsza opalenizna, a skłonność do poparzeń – zerowa.
Pomiary wielkości dopływu bezpośredniego promieniowania słonecznego powinny być wykonane na górnej granicy atmosfery aby uniknąć strat na rozpraszanie przez parę wodna i aerozole.
Promieniowanie słoneczne przechodzące przez atmosferę ulega:
Ø osłabieniu (ekstynkcji)
- do określenia stopnia ekstynkcji można używać:
· współczynnika przezroczystości atmosfery – przy M=1 (masa optyczna atmosfery) dla idealnej atmosfery (powietrze suche i czyste) wynosi 0,9 (90% stałej słonecznej dociera do powierzchni ziemi przy pionowym padaniu promieni)
· współczynnika zmętnienia atmosfery
Ø pochłanianiu (absorpcji)
Ø rozpraszaniu
Wpływ wysokości n.p.m. na promieniowanie bezpośrednie
Powierzchnia izobaryczna
Wysokość
Wysokość Słońca
90°
30°
19,3°
9,3°
Górna granica atmosfery
1358
1347
1338
1323
500 hpa
5500
1288
1227
1173
1053
750 hpa
2500
1258
1178
1133
976
1000 hPa
100
1233
1136
1064
914
Masa optyczna (M)
1
2
3
6
Proces pochłaniania i rozpraszania sprawia, ze ilość promienistej energii słonecznej docierającej do powierzchni ziemi jest mniejsza od tej, która dochodzi do górnej granicy atmosfery. Ilość energii jest związana z długością drogi, która przebywają promienie słoneczne oraz od gęstości powietrza.
W szerokościach umiarkowanych zmętnienie atmosfery jest większe w lecie niż w zimie, większe w miastach niż w na wsiach oraz bardzo małe w górach.
Napromieniowanie (irradiacja)
Ø natężenie promieniowania padającego bezpośrednio na powierzchnie poziomą maleje proporcjonalnie do sinusa kąta padania promieni
Ø jest tym słabsze im kąt padania promieni słonecznych jest mniejszy (wiązka rozkłada się na większą powierzchnię)
- kątach padania promieni słonecznych >60° - natężenie niewiele się rożni od natężenia na powierzchnie prostopadła
- 65°- różnica jest mniejsza od 10% (sin65° = 0,9)
- 30° promieniowanie jest dwa razy mniejsze (sin30°=0,5)
- <30° szybko maleje – po 5% natężenia na każde zmniejszenie się o 3°
Nasłonecznienie (insolacja) - energia promieniowania całkowitego docierającego na dowolnie nachyloną powierzchnię.
Na 45° szerokości geograficznej, południowa ekspozycja stoku powoduje wzrost całkowitego promieniowania słonecznego o:
Ø 2% w połowie lata
Ø 29% w momentach równonocy
Ø 93% w połowie zimy
Północna ekspozycja stoku obniża je odpowiednio o:
Ø 14% w połowie lata
Ø 39% w momentach równonocy
Ø 97% w połowie zimy
Na stokach, o nachyleniu <20°, zmiany te w przybliżeniu są proporcjonalne do zmiany kąta nachylenia. Np. na stokach o nachyleniu 10° (najczęstsze dla terenów zasiedlonych), podobne wartości procentowe należy zmniejszyć o połowę.
Równoważnik szerokości geograficznej
Wpływ ekspozycji stoku może być określony terminem „równoważnika szczerości geograficznej”
Ø wzrost promieniowania słonecznego na stokach o ekspozycji południowej o nachyleniu 20° w umiarkowanych szerokościach geograficznych odpowiada przesunięciu na południe o 8-9° szerokości geograficznej a obniżenie na stoku północnego tak samo nachylonym, przesunięciu na północ o 12-15° szerokościach geograficznych.
Ø na stokach o nachyleniu 10° odpowiednie przesunięcia wynoszą 4-5° na południe i 6-7° na północ
Ø w nasłonecznionym obszarze ekspozycja stoku jest więc ważnym wyróżnikiem klimatu lokalnego
Promieniowanie bezpośrednie
Miejscowość
Natężenie promieniowania bezpośredniego w MW/cm2min o godzinie
4
5
6
7
8
9
10
11
12
... [ Pobierz całość w formacie PDF ]