IV. ЗНАЧЕНИЕ СОЛНЦА ДЛЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ
1. СКОЛЬКО ТЕПЛА И СВЕТА ПОЛУЧАЕТ ЗЕМЛЯ ОТ СОЛНЦА
М |
Ы уже видели, как много энергии излучает Солнце в окружающее его мировое пространство. Но только менее одной двухмиллиардной доли её поступает к нам на Землю. Подавляющее же большинство солнечной энергии рассеивается в космическом пространстве без всякого полезного для нас действия. Но и падающее на нашу планету количество солнечной энергии очень велико. Его вполне достаточно, чтобы обеспечить все важнейшие процессы, происходящие на земной поверхности. Если бы эта доля солнечного излучения была увеличена примерно на 30 процентов, то климатические условия на Земле изменились бы настолько сильно, что даже на широте Москвы могли бы произрастать тропические растения.
Можно ли определить, сколько тепла поступает от Солнца на Землю в настоящее время? Можно.
Количество тепла, посылаемого на нашу Землю Солнцем, измеряется ежедневно при помощи специальных приборов, называемых актинометрами (рис. 17). Интенсивность солнечных лучей измеряется числом калорий, падающих на один квадратный сантиметр за одну минуту. Ежедневные и многочисленные измерения тепла, приносимого солнечными лучами на земную поверхность, показывают, что при условии, если бы эти лучи падали строго отвесно и вокруг Земли не было бы атмосферы, то каждый квадратный сантиметр земной поверхности получал бы, по расчётам, в течение минуты около двух малых калорий (точнее, 1,90). Измерения, проводимые на протяжении многих десятков лет, не обнаружили заметных изменений в интенсивности солнечных лучей. Поэтому это число (две калории), характеризующее
Интенсивность солнечных лучей, называется солнечной постоянной.
Но если мы будем измерять интенсивность солнечных лучей, падающих на земную поверхность, окружённую толстым слоем атмосферы, как это есть в действительности, мы увидим, что доходящее до нас количество солнечного тепла непостоянно, что оно ч ^алица всё время меняется Зачерненная
Рис. 17. Общий вид актинометра. |
Под влиянием непре - СчЧ^4^ ч I поВеРхнас1ЛЬ рывных процессов, происходящих в зем - 4 44 4 ч ной атмосфере. Кроме того, разные области земного шара получают неодинаковое количество солнечного тепла; области, расположенные ближе к экватору, получают его больше, области, расположенные ближе к полюсам, — меньше. Это объясняется, главным образом, тем, что солнечные лучи падают на поверхность Земли под различными углами, и потому одни из них более, а другие менее интенсивны. При отвесном падении одно и то же количество лучей приходится на меньшую площадку земной поверхности, чем при наклонном. В экваториальных и близких к ним областях солнечные лучи в середине дня падают на земную поверхность отвесно и потому являются более интенсивными. В полярных и околополярных областях лучи падают всегда наклонно, они как бы скользят по земной поверхности, и потому здесь они менее интенсивны. При наклонном падении лучи менее интенсивны ещё и потому, что они проходят большую толщу атмосферы, чем при отвесном падении, а следовательно,
И большее количество их рассеивается и задерживается в атмосфере. Именно поэтому на Земле имеются жаркие и холодные страны и страны с умеренным климатом, имеются, как говорят, различные климатические пояса (рис. 18).
Самым холодным местом на Земле — «полюсом холода» считается Верхоянск, где мороз иногда доходит до шестидесяти восьми градусов. Искусственным же путём в лабораториях получают температуру, близкую к абсолютному нулю (минус 273 градуса).
СеВеРныи поЛюс
^^^У^^Щй'Мяс^V +сЙ с*
+23,5°T |
60усейерньш 'полярный круг^ ' Умеренный пояс Тропик Рака
+гзх
1 -23,5°
Умеренный пояс пп X ЮЯсный полярныйкрцг/П. со
Юзкиыи полюс Рис. 18. Климатические пояса на Земле.
Подсчитано, что за минуту на экваторе каждый квадратный метр земной поверхности получает в среднем столько солнечного тепла, что им можно вскипятить один стакан воды. А на каждый гектар земли в секунду падает в среднем количество солнечной энергии, которое может привести в действие машину мощностью в десять тысяч киловатт (1 киловатт равен 1,36 лош. силы).
Как известно, поверхность Земли равна приблизительно 510 миллионам квадратных километров. Отсюда каждый из вас может легко подсчитать, какое количество солнечной энергии падает ежегодно на весь земной шар.
Солнечная энергия, падающая на Землю, вполне достаточно освещает нашу планету. Например, подсчитано, что для того, чтобы в большой комнате объёмом в 350
кубических метров создать такое же освещение, как на улице в ясный солнечный день, потребовалось бы установить по её стенам и потолку до 50 тысяч лампочек в 60 свечей каждая.
Солнце светит так сильно, что в ясный день на него нельзя взглянуть, не прищурившись. Наблюдать Солнце безопасно для глаз можно только во время его восхода и захода. В другое время дня следует смотреть на Солнце через специальные очки или закопчённое стекло.