6.5: Сонячний спектр

Last updated
Save as PDF

Page ID: 37917

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Сонце випромінює випромінювання від рентгенівських променів до радіохвиль, але опромінення сонячного випромінювання піків у видимих довжині хвиль (див. Малюнок нижче). Загальними одиницями опромінення є Джоулі в секунду на м ² поверхні, яка освітлюється на нм довжини хвилі (наприклад, між 300 нм і 301 нм), або W m ^—2 нм ^—1 для графіка нижче. Ці одиниці є одиницями спектрального опромінення, яке також просто називається опроміненням, але як функція довжини хвилі.

2019-08-16 9.18.04.пнг — Випромінювання Сонця в екстремальній ультрафіолетовій частині спектра сонячного випромінювання. Кредит: Центр космічних польотів NASA Годдарда через flickr

Щоб отримати сумарне опромінення в одиницях W m ^—2, спектральне опромінення слід інтегрувати по всіх довжинам хвиль.

Зверніть увагу на наступне для сонячного спектра:

Близько половини енергії знаходиться у видимих довжині хвиль нижче 0,7 мкм. Ми можемо сказати це, зробивши швидку інтеграцію.
O ₃ і O ₂ поглинають більшу частину ультрафіолетового опромінення нижче 300 нм висотою в атмосфері.
Близько 70% видимого опромінення робить його аж до рівня моря.
O ₃ поглинає трохи видимого випромінювання.
Значну частку видимого опромінення розсіюють хмари і аерозоль. Деякі відбиваються назад у космос, так що ця частина ніколи не відкладає енергію в системі Землі.
Існують великі діапазони довжин хвиль, в яких водяна пара, CO ₂ та O ₃ поглинають інфрачервоне випромінювання.

Для сонячних довжин хвиль, при яких поглинання висока, сонячне опромінення на рівні моря невелика. Зверніть увагу, що великими поглиначами інфрачервоного опромінення є водяна пара, вуглекислий газ та озон.

2019-08-16 9.20.09.пнг — Сонячний спектр і атмосферні поглинаючі гази від 240 нм до 2,5 мкм довжин хвиль. Кредит: Nick84 [CC BY-SA 3.0], через Вікісховище