Meteorologijos pagrindai - Hidrologijos ir klimatologijos katedra

Egidijus Rimkus „Meteorologijos įvadas“žemės paviršiaus iš vis nepasiekia. Ozonas sugeria apie 3 % Saulės spinduliuotės. Dalįinfraraudonosios Saulės spinduliuotės apatiniuose atmosferos sluoksniuose sugeria vandens garai(priklauso nuo jų kiekio), anglies dioksidas, metanas bei azoto suboksidas (3.6 pav.). Apskaičiuota,jog Saulei pakilus į aukščiausią giedro dangaus tašką, atmosferoje sugeriama vos 6–7% krintančiosspinduliuotės. Matomojoje elektromagnetinio spektro dalyje spinduliuotė pastoviųjų atmosferosdujų beveik nesugeriama.Spinduliuotės srauto susilpnėjimas atmosferoje dėl sugėrimo ir išsklaidymo yraproporcingas spinduliuotės srauto dydžiui (kuo stipresnis srautas, tuo didesnė spinduliuotėsnetektis) ir išsklaidančių bei sugeriančių dalelių kiekiui. Didėjant spindulio kelio ilgiui ir orotankiui, didėja ir minėtų dalelių skaičius. Atskirų Saulės spinduliuotės spektro dalių srautosusilpnėjimas atmosferoje nėra vienodas, nes dalelės nevienodai sugeria ir išsklaido skirtingo ilgiobangas.Tiesioginės Saulės spinduliuotės susilpnėjimą nusako Bero-Lamberto-Bugero dėsnis,pritaikytas atmosferai:, (3.9)kur I – Saulės spinduliuotės srautas pasiekiantis žemės paviršių; I 0 – Saulės konstanta; m – optinėatmosferos masė; – optinis storis (bedimensinis dydis parodantis šviesos srauto susilpnėjimąatmosferoje). Srauto silpnėjimą atmosferoje galima išreikšti ir įvedant atmosferos skaidrumokoeficiento (p) sąvoką:(3.10)Tada (3.9) formulę galima užrašyti taip:. (3.11)Optinė atmosferos masė – tai santykinis kelio, kurį spindulys nueina per atmosferą,vienetas. Ji priklauso nuo Saulės zenito kampo (z – kampas, kurį sudaro Saulė su zenito tašku) ir yraprilyginta 1, kai žemės paviršių jūros lygyje pasiekia statmenai krentantys Saulės spinduliai (3.7pav.). Didėjant Saulės zenito kampui, optinė masė taip pat auga. Kai Saulė prie pat horizonto,spinduliai praeina apie 38 kartus ilgesnį kelią (m38), nei esant Saulei zenite. Nors praktiškai optinėmasė gali būti ir mažesnė už vienetą (aukštikalnėse Saulei esant zenite), tačiau teoriniuoseskaičiavimuose į tai beveik neatsižvelgiama.a) b)I Iexp(- m0p exp( ).I I0pm3.7 pav. Atmosferos optinė masė m didėja, didėjant saulės zenito kampui z (a). Ypač greitai optinėmasė auga Saulei artėjant prie horizonto (b). Apskaičiuota pagal F. Kasteno ir A.T. Jongo (Kasten,Young, 1989) pasiūlytą formulęAtmosferos skaidrumo koeficientas yra santykinis dydis, parodantis kuri Saulėsspinduliuotės, ateinančios iki viršutinės atmosferos ribos, dalis pasiekia žemės paviršių, kai optinėmasė lygi 1. Idealioje (tik iš pastovių atmosferos dujų sudarytoje) atmosferoje šis dydis gali siekti0,9. Tačiau jis kinta, priklausomai nuo spinduliuojamos bangos ilgio: p = 0,55, kai = 0,35 m irp = 0,99, kai = 1,0 m. Suprantama, jog pagrindinis faktorius, lemiantis spinduliuotės srautosilpnėjimą idealioje (be aerozolių) atmosferoje, yra išsklaidymas, todėl tokia atmosfera yra mažiau)3,02,82,62,42,22,01,81,61,41,2m1,00 10 20 30 40 50 60 70z35