Занимательное краеведение - Борисов В.И. 1975

Начало знакомства с краем
Солнце и климат

О климате края многое могут рассказать климатические карты. Из них можно узнать о средних температурах января, «юля, всего года, о количестве и распределении по территории края осадков, о господствующих ветрах, атмосферном давлении и другом.

Но карта не может рассказать нам о многих других особенностях климата и причинах, их обусловливающих.

Как известно, тепловой режим на Земле определяется, в первую очередь, деятельностью Солнца, шарообразной формой Земли и наклоном ее оси. Солнечная энергия, дошедшая до поверхности Земли в виде прямых лучей Солнца, носит название прямой солнечной радиации.

Интенсивность прямой солнечной радиации (то есть количество тепла в калориях, получаемого в 1 минуту от лучей Солнца, поверхностью в 1 квадратный сантиметр, расположенной перпендикулярно к его лучам) составляет на границе атмосферы 2 калории на 1 квадратный сантиметр в 1 минуту. Всего количества тепла, поступающего от Солнца на Землю, хватило бы, чтобы расплавить слой льда в 35 метров, если бы он покрывал всю Землю.

Очень важным фактором, определяющим количество радиации, получаемой тем или иным участком земной поверхности, является угол падения солнечных лучей.

Если мы через J обозначим интенсивность радиации при вертикальном падении лучей, то при падении их на поверхность под углом α (альфа) интенсивность радиации будет равна J·sin α.

Угол, образуемый солнечными лучами с земной поверхностью, зависит от географической широты, рельефа местности и высоты Солнца над горизонтом, изменяющейся как в течение суток, так и в течение года.

Если мы широту места обозначим через φ (фи), то наибольшая полуденная высота, какой на широте φ Солнце достигает в дни равноденствий, составляет 90°-φ, в день летнего солнцестояния 90°-φ+23,5° (где 23,5° — это наклон плоскости земного экватора к плоскости земной орбиты) и в день зимнего солнцестояния 90°-φ-23,5°.

Пользуясь этими формулами, подсчитаем полуденную высоту солнца в Краснодаре, лежащем на широте 45° северной широты. В дни весеннего и осеннего равноденствий Солнце в полдень будет стоять на высоте 90° — 45° = 45° над горизонтом. В день летнего солнцестояния его высота составит 90°-45°+23°30', то есть 68^о30'.

Значит, в Краснодаре 21 июня в 12 часов дня солнце стоит выше, чем даже на экваторе, так как там в этот день оно стоит под углом 66°30', а у нас под углом 68°30' к горизонту, то есть на 2° выше, чем на экваторе. Однако такое положение Солнца для экватора будет самым низким, а в Краснодаре — самым высоким.

А вот 22 декабря — в день зимнего солнцестояния, в 12 часов дня солнце в Краснодаре будет на высоте 90°—45°—23°30′=21°30′ над горизонтом, следовательно, на 2° ниже, чем в это время над Южным полюсом Земли и, значит, будет светить «слабее», чем на Южном полюсе.

Полуденная высота Солнца над горизонтом непрерывно изменяется в течение года. Полгода она увеличивается на 15 минут в сутки, или на 7°50' в среднем в месяц, а во вторую половину года — уменьшается.

За год изменение высоты Солнца в каждом пункте нашего края достигает 47°.

Изменение полуденной высоты Солнца над горизонтом сказывается на нагревании земной поверхности и воздуха. В связи с этим происходят изменения в жизни растений и животных.

Что касается солнечной радиации, то наибольшей величины в 1,88 калории она достигает в самой южной точке края 21 июня, то есть в день летнего солнцестояния. Наименьшей она будет в самой северной точке края (0,67 кал.) в день зимнего солнцестояния, то есть 22 декабря. Для широты Краснодара она колеблется от 0,73 до 1,86.

Все эти цифры относятся к границе атмосферы. На поверхности Земли радиация будет меньше, так как, проходя через атмосферу, солнечная радиация. испытывает рассеяние и поглощение. Водяные пары, пыль, озон, углекислый газ содержащийся в атмосфере, сильно рассеивают «ли поглощают лучи Солнца.

Степень уменьшения радиации увеличивается с уменьшением угла падения солнечных лучей, так как чем меньше угол падения лучей к горизонту, тем большую толщу атмосферы проходят лучи.

Фактически наибольшее напряжение радиации приходится на июль или май и, таким образом, не вполне соответствует моменту летнего солнцестояния. Объясняется это увеличением содержания водяных паров в атмосфере и, следовательно, уменьшением прозрачности от весны к лету.

В горной части нашего края радиация увеличивается с высотой вследствие уменьшения Массы атмосферы, проходимой солнечным лучом. Приближенно можно считать, что с подъемом на первые 3000 метров радиация увеличивается на 10 процентов на каждый километр.

Поверхность Земли в течение дня непрерывно получает тепло от прямой и рассеянной солнечной радиации (при пасмурной погоде только от рассеянной). Суточную величину тепла определяют на метеорологических станциях с помощью особых приборов — актинометров. Определив сумму тепла за каждые сутки, вычисляют затем и количество тепла, получаемого земной поверхностью за месяц или год.

Суточное количество тепла, получаемое земной поверхностью от солнечной радиации, зависит не только от ее интенсивности, но и от продолжительности ее действия в течение суток, от облачности. В связи с этим максимум притока тепла приходится на лето, а минимум — на зиму.

Самыми солнечными курортными местами в крае являются Анапа (около 280 солнечных дней. Среднее количество часов солнечного сияния достигает 2556 в год) и Ейск, где средняя годовая продолжительность солнечною сияния составляет 2518 часов. Это значительно больше, чем в Евпатории, Кисловодске и Сочи.

Для Краснодара общая годовая сумма солнечного тепла составляет около 75 000 калорий на 1 квадратный сантиметр.

Если принять эту цифру за среднюю для всего края, общее количество солнечного тепла, получаемого территорией края, составляет 75 000 × 832 770 000 000 000 — 62 457 750 000 000 000 000 калорий.

Для того чтобы осмыслить эту величину, скажем в качестве примера, что этого тепла достаточно, чтобы нагреть от 0 до 100°, то есть до кипения, более 600 кубических километров воды, или два Азовских моря.

Однако земная поверхность не только получает тепло, но и отражает его снова в атмосферу. В среднем отражательная способность Земли равна 43 процентам. Кроме того, Земля, нагреваясь, сама начинает излучать тепло в мировое пространство. Земное излучение невелико — 0,15—0,18 калорий, но, действуя непрерывно, оно может дать значительный тепловой эффект.

Следует иметь в виду, что тепловой режим в крае зависит не только от солнечной радиации, Но также от общей циркуляции атмосферы, от перемещения воздушных масс над его территорией. А это, в свою очередь, зависит еще и от рельефа края. Этими же факторами определяется количество осадков.