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Gesamte Sonneneinstrahlung. Sonnenstrahlung: Arten. Lufttemperaturverteilung auf der Erde. Sonneneinstrahlung und Sonnenenergie

Die geografische Lage des südamerikanischen Kontinents bestimmt hohe Werte der Sonnenstrahlung: Die meisten erhalten sie in einer Menge von 5000–6700 MJ/m2 (120–160 kcal/cm2) pro Jahr. Nur südlich von 45° S, also auf einem sehr kleinen Teil des Kontinents, weist die Strahlungsbilanz der Erdoberfläche im Winter einen negativen Wert auf. Vom Atlantik kommende Luftströmungen dringen ungehindert nach Westen bis zum Fuß der Anden vor. Im Westen und teilweise im Norden beeinflusst die Andenbarriere die Luftströmungen aus dem Pazifischen Ozean und dem Karibischen Meer. Die Guayana- und brasilianischen Zweige des Südpassats im Atlantischen Ozean erzeugen vor der Küste Südamerikas eine positive Winteranomalie von etwa 3 °C. Der peruanische Kaltstrom im Pazifischen Ozean, der fast bis zum Äquator vordringt, transportiert kalte Wassermassen aus der Antarktis nach Norden und senkt die Temperatur in der Äquatorzone um 4 °C gegenüber dem Durchschnittswert dieser Breiten. Entlang der westlichen Peripherie der atlantischen Höhen werden Massen relativ feuchter tropischer Luft transportiert, die sich umwandelt, tiefer in den Kontinent vordringt und einen erheblichen Teil ihrer Feuchtigkeit an die Randanhebungen des brasilianischen und guayanischen Hochlandes abgibt. Am östlichen Rand des Kontinents südlich des Äquators treffen die Passatwinde der nördlichen und südlichen Hemisphäre aufeinander, und in westlicheren Gebieten kommt es im Sommer für jede Hemisphäre zu einem Übergang der Passatwinde auf die andere Hemisphäre und zur Entstehung des Monsuns Winde werden beobachtet. Der westliche Rand des Kontinents ist in erheblichem Maße dem Einfluss der östlichen Peripherie des Südpazifikhochs und der damit verbundenen Süd- und Südwestwinde sowie der Passatwindinversion ausgesetzt. Der äußerste Süden des Kontinents ist vom Westtransport gemäßigter Breiten betroffen.

Das Nordatlantische Hoch ist leicht nach Süden verschoben und der an seiner südlichen Peripherie entlangströmende Luftstrom in Form des Nordostpassats bedeckt den nördlichen Teil Südamerikas. An den Osthängen des Guayana-Hochlandes und des Guayana-Tieflandes hinterlässt er erhebliche Niederschlagsmengen, und in den inneren Regionen des Hochlandes und des Orinoco-Tieflandes ist es bereits ein trockener Wind, der mit einer Dürreperiode verbunden ist. Beim Überqueren des Äquators verwandelt sich der Luftstrom in einen äquatorialen, ändert seine Richtung nach Norden und Nordwesten und bewässert den größten Teil des brasilianischen Hochlandes und der Gran Chaco-Ebene mit Regen.

Vom Südatlantikhoch wehen Monsunwinde in Richtung des erhitzten Kontinents und bringen Regen an den südöstlichen Rand des brasilianischen Hochlandes und des La-Plata-Tieflandes. Der größte Teil der Westküste, von 30° bis fast zum Äquator, wird von der östlichen Peripherie des Südpazifik-Hochs beeinflusst und erhält keine Niederschläge. Nur der Küstenabschnitt nördlich des Golfs von Guayaquil ist äquatorialen Luftmassen ausgesetzt und wird durch starke Regenfälle bewässert.

Feuchte Meeresluft gelangt von Westen in den äußersten Süden des Kontinents, die Pazifikküste und insbesondere die Westhänge der Anden erhalten große Niederschlagsmengen, und das patagonische Plateau liegt unter der Decke der Anden und wird von Osten umspült Durch den kalten Falklandstrom wird es zum Zentrum der Bildung relativ trockener kontinentaler Luftmassen gemäßigter Breiten.

Im Juli ist der gesamte nördliche Teil des Kontinents feuchter äquatorialer Luft aus dem Südwestmonsun und nicht weniger feuchter tropischer Meeresluft aus dem Atlantischen Ozean ausgesetzt.

Über dem brasilianischen Hochland herrschen hoher Druck und trockenes Wetter, während das tropische Hoch der südlichen Hemisphäre nach Norden wandert. Nur der südöstliche Rand des Hochlandes ist den südöstlichen Passatwinden ausgesetzt, die direkt vom Atlantik kommen, und erhält erhebliche Niederschlagsmengen, wenn auch weniger als im Sommer.

In den subtropischen und gemäßigten Breiten der südlichen Hemisphäre dominiert der westliche Transport und es kommt zu Zyklonregen. Patagonien ist nach wie vor ein Zentrum für die Bildung relativ trockener und kalter Luft, die zeitweise bis in den Norden des Amazonas-Tieflandes vordringt und dort zu erheblichen Temperaturabfällen führt.

Über dem zentralen Teil der Pazifikküste ab 30° südlicher Breite. Fast bis zum Äquator herrschen im Juli wie im Januar Süd- und Südwestwinde vor, die parallel zur Küste über das Wasser des kalten Peruanischen Stroms wehen. Die geringe Inversion verhindert in diesen Breiten Niederschläge entlang der Pazifikküste. Nur an der Nordküste, wo der Passatwind in den Südwestmonsun übergeht, fallen nennenswerte Niederschläge.

Südamerika liegt zum größten Teil innerhalb der äquatorialen, subäquatorialen und südtropischen Klimazone. Im äußersten Süden gelangt es in die subtropischen und gemäßigten Zonen.

Die äquatoriale Klimazone in Südamerika umfasst das gesamte Amazonas-Tiefland (mit Ausnahme des östlichen Teils und des äußersten Südens), angrenzende Teile des Guayana-Hochlandes und des Orinoco-Tieflandes sowie die Pazifikküste nördlich des Äquators. Dieser Gürtel ist das ganze Jahr über durch starke Niederschläge und gleichmäßig hohe Temperaturen (24...28 °C) gekennzeichnet. Die jährlichen Niederschlagsmengen liegen zwischen 1500 und 2500 mm, an den Hängen der Anden und an der Pazifikküste steigt die Niederschlagsmenge auf 5000 bis 7000 mm pro Jahr.

Die Niederschläge in diesem Gebiet werden das ganze Jahr über durch Süd- und Südwestwinde verursacht; ihre großen Mengen sind auf orographische Gründe zurückzuführen. Im Amazonas-Tiefland fällt der Großteil der Niederschläge aufgrund konvektiver Prozesse in äquatorialen Luftmassen. Starke Niederschläge übersteigen die Verdunstung bei weitem und sorgen so das ganze Jahr über für einen hohen Befeuchtungskoeffizienten (überall deutlich über 100 %).

Der gesamte nördliche Teil Südamerikas, einschließlich des Orinoco-Tieflandes, der Karibikküste, eines bedeutenden Teils des Guayana-Hochlandes und des Guayana-Tieflandes, liegt in der subäquatorialen Zone der nördlichen Hemisphäre. Der subäquatoriale Gürtel der südlichen Hemisphäre umfasst den Norden des brasilianischen Hochlandes und den südlichen Teil des Amazonas-Tieflandes sowie einen Teil der Pazifikküste vom Äquator bis zum 4.–5. Breitengrad. Im Osten sind die subäquatorialen Gürtel der nördlichen und südlichen Hemisphäre verbunden. Eine Besonderheit des subäquatorialen Klimas – die Saisonalität der Niederschlagsverteilung – kommt in diesem Gebiet recht deutlich zum Ausdruck. Auf der Südhalbkugel – im brasilianischen Hochland, im Süden des Amazonas-Tieflandes und im Unterlauf des Amazonas – dauert die mit dem äquatorialen Monsun verbundene Regenzeit etwa von Dezember bis Mai und nimmt zum Äquator hin zu. Im Norden dauert die Regenzeit von Mai bis Dezember. Im Winter fallen während der Passatwinde keine Niederschläge. Nur im nördlichen Teil des Küstenabschnitts des brasilianischen Hochlandes, wo die Passatwinde, die vom warmen Ozean kommen, auf ihrem Weg auf Berge treffen, kommt es im Winter zu Regenfällen.

Am höchsten ist die Temperatur in der Übergangszeit zwischen dem Ende der Trockenzeit und dem Beginn der Regenzeit, wenn die durchschnittliche Monatstemperatur auf 28...30 °C ansteigt. Gleichzeitig liegt die Durchschnittstemperatur nie unter 20 °C.

Südamerika gehört nur auf der Südhalbkugel zur tropischen Klimazone. Der Osten und Südosten des brasilianischen Hochlandes liegt in einem Gebiet mit feuchtem Passatwindklima, in dem das ganze Jahr über Regenfälle durch tropische Luftströme aus dem Atlantik herbeigeführt werden. Entlang der Berghänge aufsteigend, hinterlässt die Luft auf der Luvseite viel Feuchtigkeit. In Bezug auf Niederschlag und Feuchtigkeitsregime ähnelt dieses Klima dem Klima des Amazonas-Tieflandes, zeichnet sich jedoch durch größere Temperaturunterschiede zwischen den heißesten und kühlsten Monaten aus.

Im Inneren des Kontinents innerhalb der tropischen Zone (Gran-Chaco-Ebene) herrscht trockenes Klima mit einem sommerlichen Niederschlagsmaximum und einer ausgeprägten trockenen Winterperiode. Hinsichtlich des Niederschlagsregimes liegt es nahe am subäquatorialen, unterscheidet sich jedoch von diesem durch starke Temperaturschwankungen, insbesondere im Winter, geringere jährliche Niederschlagsmengen und unzureichende Feuchtigkeit.

Pazifikküste zwischen 5 und 30° S. gekennzeichnet durch das Klima von Küstenwüsten und Halbwüsten. Dieses Klima ist in der Atacama-Wüste am ausgeprägtesten, die durch die östliche Peripherie des Pazifischen Ozeans und Temperaturinversionen beeinflusst wird, die durch den ständigen Zustrom relativ kalter Luft aus hohen Breiten und das kalte Wasser des mächtigen Peruanischen Stroms entstehen. Bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von bis zu 80 % fällt sehr wenig Niederschlag – mancherorts nur wenige Millimeter pro Jahr. Ein Ausgleich für den fast völligen Regenmangel ist der starke Tau, der im Winter an der Küste fällt. Selbst in den heißesten Monaten übersteigt die Temperatur selten 20 °C und die saisonalen Schwankungen sind gering.

Südlich von 30° S Südamerika liegt in der subtropischen Klimazone.

Der Südosten des Festlandes (der südliche Rand des brasilianischen Hochlandes, das Becken des unteren Uruguay, die Flüsse Paraná und Uruguay, der östliche Teil der Pampa) ist durch ein gleichmäßig feuchtes subtropisches Klima gekennzeichnet. Im Sommer bringen nordöstliche Monsunwinde Feuchtigkeit; im Winter kommt es aufgrund der Zyklonaktivität entlang der Polarfront zu Niederschlägen. Die Sommer in diesen Gebieten sind sehr heiß, die Winter mild mit monatlichen Durchschnittstemperaturen von etwa 10 °C, es kommt jedoch zu Temperaturabfällen deutlich unter 0 °C aufgrund des Eindringens relativ kalter Luftmassen aus dem Süden.

Die Binnenregionen der subtropischen Zone (Westliche Pampa) zeichnen sich durch ein trockenes subtropisches Klima aus. Dort gelangt nur wenig Feuchtigkeit aus dem Atlantischen Ozean und die Niederschläge (nicht mehr als 500 mm pro Jahr), die im Sommer fallen, sind hauptsächlich konvektiven Ursprungs. Das ganze Jahr über gibt es starke Temperaturschwankungen und im Winter kommt es häufig zu Abfällen unter 0 °C mit durchschnittlichen Monatstemperaturen von 10 °C.

An der Pazifikküste von 30 bis 37° S. Das Klima ist subtropisch mit trockenen Sommern. Unter dem Einfluss der östlichen Peripherie des Pazifischen Hochs sind die Sommer dort nahezu regenlos und kühl (insbesondere an der Küste selbst). Der Winter ist mild und regnerisch. Saisonale Temperaturamplituden sind unbedeutend.

Der engste Teil Südamerikas liegt in der gemäßigten Zone (südlich von 40° S). Patagonien ist das Zentrum der Bildung kontinentaler Luft gemäßigter Breiten. Die Niederschlagsmenge in diesen Breiten wird durch Westwinde verursacht, deren Weg nach Patagonien durch die Anden blockiert wird, so dass ihre Niederschlagsmenge 250–300 mm nicht überschreitet. Im Winter kommt es durch eindringende Kaltluft aus dem Süden zu starken Erkältungen. Der Frost erreicht in Ausnahmefällen −30 – −35 °C, die durchschnittlichen Monatstemperaturen sind jedoch positiv.

Im äußersten Südwesten des Festlandes und auf den Küsteninseln herrscht gemäßigt warmes und ozeanisches Klima. Dieses gesamte Gebiet steht unter dem Einfluss intensiver Zyklonaktivität und dem Zustrom ozeanischer Luft aus gemäßigten Breiten. An den Westhängen der Anden fallen im Winter besonders viele Niederschläge. Im Sommer regnet es weniger, es herrscht jedoch bewölktes Wetter. Jährliche Niederschlagsmengen überschreiten überall 2000 mm. Die Temperaturunterschiede zwischen den Sommer- und Wintermonaten sind gering.

Die Sonneneinstrahlung in der zentralen Zone der Russischen Föderation, die am 28. Oktober 2008 auf Wunsch von Besuchern auf der Website veröffentlicht wurde, führte unerwartet zu einem starken Anstieg des Website-Verkehrs. Das Thema des Artikels erwies sich als relevant. Um Designern zu helfen, denen es nicht nur um die formale Einhaltung von Abschnitt 7.3 von SanPiN 2.2.1/2.1.1.1076-01, sondern auch um die tatsächliche Einhaltung der Anforderungen des Regulierungsabschnitts 2 dieses Dokuments geht, skizzieren wir heute Methoden für den Bau eines Zeitplan für die Kontrollberechnung der Sonneneinstrahlung am Tag der Sommersonnenwende (22. Juni). Die Methoden eignen sich auch zur Erstellung von Diagrammen zur Berechnung der Sonneneinstrahlung an jedem Tag des Jahres und auf jedem Breitengrad der Erde, einschließlich Marionettenberechnungen in den nördlichen und südlichen Zonen der Russischen Föderation.

Im Allgemeinen ist ein Diagramm zur Berechnung der Sonneneinstrahlung mithilfe der Projektionsmethode mit numerischen Markierungen (Insographie) eine Familie von Konturlinien des Reliefs einer konischen Oberfläche, die durch die sichtbare Rotation eines auf den berechneten Punkt einfallenden Sonnenstrahls gebildet wird. Die Gesetze der scheinbaren Bewegung der Sonne, der Rotation des Strahls und der Veränderungen der Schatten wurden in der Antike entdeckt. Das neunte Buch der Abhandlung des römischen Architekten Vitruv (1. Jahrhundert v. Chr.) „Zehn Bücher über Architektur“ enthält Analemma , die der Konstruktion von Schattenbewegungsbahnen in 12 Monaten des Jahres vom vertikalen Stab zugrunde liegt - Gnomon . Bei dieser alten Konstruktion des „Zifferblatts“ einer Sonnenuhr handelt es sich im Wesentlichen um die Konstruktion von Horizontalen und Azimutlinien der Insographie.

Lassen Sie uns einen Gnomon auf einer horizontalen Ebene installieren OZ" gewünschte Höhe (Abb. 1, a) und Umriss mit Radius OZ" Himmelskugel (NS) mit Zentrum Ö an der Spitze des Gnomons. Durchmesser ZZ" NS parallel zur Schwerkraftrichtung am Beobachtungspunkt heißt Senklot . Das Lot schneidet die NS im Zenit Z, über dem Kopf des Beobachters und am Nadir gelegen Z"- unter seinen Füßen. Großer Kreis N.S. NS senkrecht zum Lot heißt WAHR oder mathematischer Horizont . Der wahre Horizont teilt die NS in sichtbare (mit Zenit) und unsichtbare (mit Nadir) Hälften.

Abb.1. Erstellung von Diagrammen zur Berechnung der Sonneneinstrahlung an charakteristischen Tagen des Jahres in Breitengraden südlich des Polarkreises

Durchmesser PP", um die herum die scheinbare tägliche Rotation des NS stattfindet, wird genannt Achse Mundi . Die Achse der Welt schneidet sich mit der NS bei Nordpol der Welt P, näher am Zenit gelegen, und in Süd- P", - näher am Nadir. Auf der Nordhalbkugel der Erde wird die Position des nördlichen Himmelspols mit dem festen Polarstern übereinstimmen, der sich an der Spitze des Schweifs des Sternbildes Ursa Minor befindet.

Der Großkreis NS, der durch das Lot und die Weltachse verläuft, heißt Himmelsmeridian . In Abb. 1, a, erstellt in der Ebene des Himmelsmeridians, stimmt es mit der Projektion des NS auf die Zeichenebene überein. Der Himmelsmeridian schneidet den wahren Horizont bei Mittagslinie N.S. und teilt die NS in östlich (hinter der Zeichenebene) und Western (vor dem Flugzeug) halb. Großer Kreis NS QQ", senkrecht zur Weltachse, heißt Himmelsäquator .

Zum Fixieren von Objekten auf dem NS verwenden horizontal Und ÄquatorialHimmelskoordinatensysteme . In einem horizontalen System wird die Position eines Punktes auf der NS durch seine bestimmt Höhe H Und Azimut A. Winkelhöhe H gemessen vom wahren Horizont von 0 bis 90° zum Zenit und von 0 bis -90° zum Nadir. Geodätisch Azimute werden vom Nordpunkt aus gemessen N in östlicher Richtung von 0 bis 360°, astronomisch - vom Südpunkt S in westlicher Richtung von 0 bis 180° und in östlicher Richtung von 0 bis -180°. Im äquatorialen System wird die Position eines Punktes durch seine bestimmt Deklination δ Und Stundenwinkel T. Die Deklination wird vom Himmelsäquator von 0 bis 90° zum Nordpol der Welt und von 0 bis -90° zum Südpol gemessen. Stundenwinkel werden in der Äquatorebene aus der nördlichen Richtung des Meridians von 0 bis 360° im Gradmaß oder von 0 bis 24 Stunden im Stundenmaß gemessen. Himmelskoordinaten werden durch eine einfache Gleichung mit geografischen Koordinaten in Beziehung gesetzt – die Höhe H Himmelspole P gleich der geografischen Breite φ Siedlungspunkt. Die in Abb. 1 dargestellte Konstruktion wurde dafür erstellt φ = 55° N

Die scheinbare jährliche Bewegung der Sonne erfolgt gemäß Ekliptik EE"- Großkreis NS, schräg zum Himmelsäquator geneigt δ = 23,45º. Zur Sommersonnenwende (22. Juni) steht die Sonne unter E" Ekliptik und infolge der scheinbaren täglichen Rotation der NS um die Erdachse beschreibt auf der NS die höchste Solarparallele E1 E". An seinen Schnittpunkten V2 Mit dem wahren Horizont in der östlichen Hälfte des NS geht die Sonne auf und in der westlichen Hälfte geht sie unter den Horizont. Der Teil oberhalb des Horizonts V2 OE" konische Oberfläche, die durch die Rotation des Einfalls entsteht Ö Der Gnomon eines Sonnenstrahls wird ein Strahlenkegel und seine Fortsetzung sein BOV1 bis es die horizontale Ebene schneidet BEI Die Basis des Gnomons wird ein Schattenkegel sein, der auf dieser Ebene die Flugbahn des Schattens von der Spitze des Gnomons bildet.

Am Tag der Herbst-Tagundnachtgleiche (22. September) steht die Sonne an diesem Punkt Ö Ekliptik, seine Deklination wird gleich 0 sein und der Sonnenkegel wird in die Ebene des Himmelsäquators entarten. Die Flugbahn des Schattens von der Spitze des Gnomons an diesem Tag ist eine gerade Linie, die senkrecht zur Mittagslinie durch den Punkt verläuft C Schnittpunkt der Äquatorialebene mit der Ebene BEI. Am Tag der Wintersonnenwende (22. Dezember) wird die Sonne ihren Punkt erreichen E auf der Ekliptik ( δ = -23,45º) und seine tägliche Rotation wird den niedrigsten Wert beschreiben Solarparallele EE2. Bei weiterer Bewegung entlang der Ekliptik beginnt die Sonnenparallele symmetrisch zum Punkt anzusteigen Ö Frühlings-Tagundnachtgleiche (22. März) und 22. Juni nächsten Jahres wird die Sonne wieder auf den Punkt zurückkehren E" Sommersonnenwende.

Im antiken Rom wurde die harmonische Schwingung des Sonnenparallels mit bestimmt Mondkreis mit Durchmesser ( Logo ) E"E2. In Abb. 1,a ist die Hälfte dieses Kreises in 30-Grad-Monatsintervalle unterteilt, deren Projektion auf das Logotom die Deklination der Sonnenparallellinie auf der NS und die Änderung des Winkels des Sonnenkegels an der angegebenen Stelle ergibt Nominaldaten des Jahres. Wie in Abb. 1, a zu sehen ist, ist die Sonneneinstrahlung in den Monaten neben den Tagundnachtgleichen am instabilsten und vorübergehendsten. Vom 22. März bis 22. April nimmt die Sonnendeklination um etwa 12° zu, im nächsten Monat verlangsamt sich ihr Wachstum auf 8° und in der Nähe der Sonnenwenden nimmt sie nur um 3° zu. Daher charakterisieren Berechnungen für die Tage des Beginns (Endes) von Standardperioden die Sonneneinstrahlung kaum.

Das in Abb. 1a dargestellte Analemma bildet die astronomische Grundlage für die Konstruktion von Schatten.

Erweitern wir den wahren Horizont auf die Meridianebene und projizieren Punkte auf seinen Kreis V1 Und V2 Sonnenuntergang. Nach Wegbeschreibung O.V. Und OV" Die Schatten des Gnomons gehen ins Unendliche und stimmen daher mit den Richtungen der Asymptoten der Hyperbel überein. In der horizontalen Ebene BEI(Abb. 1,b) Zeichnen Sie eine Mittagslinie und projizieren Sie die Eckpunkte darauf A Und BÜbertreibung, Gnomon Z"" und Punkt T" Schnittpunkt der Weltachse mit der Ebene BEI. Teilen Sie die Achse AB Hyperbel in zwei Hälften und durch ihre Mitte Ö" Lassen Sie uns seine Asymptoten ausführen O'm Und An. Lassen Sie uns von den Scheitelpunkten aus wiederherstellen A Und B Senkrechte zum Schnittpunkt mit Asymptoten und Radius O"D um ein Rechteck zeichnen HINZUFÜGEN"B Halbkreis, der die Mittagslinie an Brennpunkten schneidet F1 Und F2 Hyperbel.

Konstruieren wir den rechten (Sommer-)Zweig der Hyperbel basierend auf seiner Definition als Ort von Punkten, deren Abstände sich von zwei gegebenen Punkten unterscheiden – Brennpunkten F1 Und F2 ist eine konstante Größe gleich 2a . Wählen wir hierfür einen beliebigen Punkt M1 auf der Hyperbelachse hinter dem Fokus F2 und Radius r1, gleich der Entfernung AM1 Punkte M1 vom nächstgelegenen Gipfel AÜbertreibungen, unscharf F2 Zeichnen wir einen Kreisbogen in der Nähe der Asymptote. Dann mit einem Radius R1, gleich der Entfernung BM1 Punkte M1 von einem entfernten Scheitelpunkt BÜbertreibungen, unscharf F1 Zeichnen wir einen zweiten Bogen. Per Definition gehört der Schnittpunkt der Bögen zum gewünschten Ast der Hyperbel. Auswahl nachfolgender Punkte mit der erforderlichen Abstufung M2, M3,... usw. und ähnlich sich wiederholende Bogenserifen mit Radien r2 Und R2,... usw. Sie können Punkte konstruieren und diese mit einer Kurve mit beliebiger Genauigkeit verbinden. Der linke (Winter - 22. Dezember) Zweig der Hyperbel wird symmetrisch zum konstruierten sein.

Um die Azimute der Richtung des Schattens vom Gnomon zu bestimmen, konstruieren wir Stundenlinien - Spuren des Schnittpunkts der Stundenebenen mit der horizontalen Ebene. Dazu projizieren wir das NS in Richtung der Weltachse auf die horizontale Ebene GZ und bestimmen Sie die große Halbachse R eine Ellipse, die durch den Schnittpunkt des projizierten NS-Zylinders mit dieser Ebene entsteht. Darauf bauen wir auf (siehe Abb. 1, c) Punkte der Ellipse, die in gleichen Zeitintervallen fixiert sind, wie es zuvor bei der Erstellung einer Infografik für die Tage der Tagundnachtgleiche geschehen ist, und zeichnen Stundenlinien durch sie.

Übertragen wir die in Abb. 1 erhaltenen auf die Stundenlinien in Abb. 1, b, so dass der Punkt T ausgerichtet an der Spur der Weltachse T" an der Mittagslinie. Dann sind die Schnittpunkte der Stundenlinien mit den Trajektorien der Schattenbewegung die Positionen des Schattens von der Spitze des Gnomons zu den auf den Stundenlinien angegebenen Zeiten. Durch die Verbindung dieser Punkte mit der Basis Z"" Mit dem Gnomon erhalten wir seine Schatten an drei charakteristischen Tagen im Jahr auf einem bestimmten Breitengrad. Die grafische Konstruktion von Schatten zeigt deutlich, dass die Geschwindigkeit der azimutalen Bewegung des Schattens mit zunehmender Sonnendeklination zunimmt. Daher nimmt die Dauer der Sonneneinstrahlung von Räumlichkeiten und Territorien durch die Lücken zwischen schattigen Gebäuden von den Tagen des Beginns (Endes) der Standardperiode bis zu ihrer Mitte – der Sommersonnenwende – ab.

Aufgrund der Symmetrie des Sonnenkegels relativ zu seiner Spitze verwandeln sich die um 180° gedrehten Schatten des Gnomons in eine horizontale Linie mit einem Überstand über dem berechneten Punkt Z"", gleich der Höhe des Gnomons und in den Azimutlinien der Insographie. Um horizontale Zwischenlinien zu konstruieren, sollten Segmente von Azimutlinien unterschiedlicher Länge in eine gleiche Anzahl von Abschnitten unterteilt und ihre Grenzen durch ähnliche Hyperbeln verbunden werden, wie in Abb. 3 dargestellt.

In Abb. 1 und 3 sind Azimutlinien in gleichen Abständen von Unebenheiten eingezeichnet wahre Sonnenzeit, was nicht mit übereinstimmt Durchschnittliche Zeit, was unsere Uhr zeigt. Die Länge eines durchschnittlichen Tages kann um etwa 1 Minute vom tatsächlichen Tag abweichen, und die in durchschnittlicher Zeit erstellten Azimutlinien können je nach Tag des Jahres innerhalb von ±14–16 Minuten asymmetrisch gegenüber der Mittagslinie verschoben sein. Die geschätzte Dauer der Sonneneinstrahlung hängt nicht von der Zeit ab, in der die Insografien erstellt wurden. Daher ist es unangemessen, die Berechnungen der Sonneneinstrahlung durch die Berücksichtigung der Durchschnitts- und Standardzeit zu erschweren.

Dargestellt in Abb. 1. Die Methode zur Erstellung von Insografien ist recht arbeitsintensiv. In der nördlichen Zone der Russischen Föderation ist die Spitze des Winterzweigs der Hyperbel bei Annäherung an den Polarkreis ( φ = 66,55º) eilt gegen Unendlich, was die Implementierung dieser Methode schwierig macht. Am Polarkreis am 22. Juni verwandelt sich die Flugbahn des Schattens in eine Parabel, und wann φ > 66,55º - in eine Ellipse. Daher ist es für die praktische Erstellung von Insographien in nördlichen Breiten erforderlich, eine einfachere und universellere, aber weniger genaue Methode zu verwenden, die in Abb. 2 dargestellt ist. Die oben eingeführte Terminologie und die im Detail besprochenen Muster der scheinbaren Bewegung der Sonne und der Schattenänderungen ermöglichen es uns, sie kürzer darzustellen.

Erweitern wir einen kleinen Kreis E 1 E" Sonnenparallel am Tag der Sommersonnenwende zur Zeichenebene, übertragen Sie den Sonnenuntergangspunkt darauf und unterteilen Sie den Tagesteil des Kreises in 15-Grad-Stundensegmente. Projizieren wir sie auf die Parallele und durch die Spitze des Kegels Ö Zeichnen wir seine Stundenabschnitte, die durch die Weltachse verlaufen, bis sie die horizontale Ebene schneiden. Auf dem Plan zeichnen wir eine Mittagslinie mit der Basis Z"" Gnomon und dann die Achse der Welt T". Konstruieren wir, ähnlich wie in Abb. 1, die Konvergenz T" Stundenlinien und durch die Punkte ihrer Schnittpunkte mit den entsprechenden Stundenabschnitten des Kegels zeichnen wir die Flugbahn des Schattens von der Spitze des Gnomons und seiner vollen Schatten, die an der Basis zusammenlaufen Z"". Um eine insografische Karte für den 22. April (August) zu erstellen, sollte die Deklination des Breitenkreises mit 11,72° angenommen werden. In der südlichen Zone der Russischen Föderation lassen sich insografische Grafiken für den 22. Februar (Oktober) besser mit der ersten Methode erstellen, was eine höhere Genauigkeit bei der Konstruktion von Hyperbeln gewährleistet.

Das Zeichnen von Diagrammen in ArchiCAD und AutoCAD kann deren Genauigkeit erheblich erhöhen und die Arbeit erleichtern, die jedoch recht mühsam und routinemäßig bleibt. Die in Abb. 3 gezeigten Insographien wurden mit dem InsoGraph-Modul erstellt, das vor 10 Jahren zum Debuggen des Lara-Programms entwickelt wurde. Unser Programm berechnet nahezu augenblicklich die jährliche Sonneneinstrahlung von Räumen und Territorien mithilfe der rationalsten und visuellsten Methode der Zentralprojektion.

Kürzlich (26.07.2008) hat Autodesk® das amerikanische Programm Ecotect™ erworben, das eine ähnliche Methode zur Berechnung des jährlichen Sonneneinstrahlungsregimes verwendet, unserem Programm jedoch in Bezug auf Komfort und Klarheit der speziell entwickelten Benutzeroberfläche deutlich unterlegen ist Bedürfnisse der russischen Designpraxis. Benutzer, die mit dem amerikanischen Programm vertraut sind, können dies anhand des in Abb. 4, 5 gezeigten Beispiels einer grafischen Darstellung der Berechnungsergebnisse der wissenschaftlichen Version des Lara-Programms unabhängig überprüfen. Erläuterungen zu den Zahlen finden Sie in einem zuvor veröffentlichten Artikel.

Leider blieb die vor 10 Jahren entwickelte russische Lara in einer wissenschaftlichen Version, die für Designer unzugänglich war. Unsere Kunstgalerie zeigt dokumentarische Selbstporträts von Beamten, die die Entwicklung zu einer kommerziellen Version verhinderten. Im Gästebuch der Kunstgalerie können Sie Ihre Meinung zu diesen Meisterwerken offizieller Kreativität äußern. In der Zwischenzeit, meine Herren, erstellen Sie Insografien und zählen Sie manuell, wie von SanPiN vorgeschrieben. Wir haben Verständnis für Sie und versuchen, wie Sie sehen, nach bestem Wissen, Erfahrung und Können zu helfen.

Während der Diskussion in der Zeitschrift „Lighting Engineering“ (2006, Nr. 1, S. 61) sagte der Entwickler von Abschnitt 7 von SanPiN, Leiter des Labors für natürliche Beleuchtung des Forschungsinstituts für Bauphysik RAASN Ph.D. V. A. Zemtsov erklärte, dass dieser Abschnitt „einen allgemeinen Ansatz zur Berechnung der Sonneneinstrahlungsdauer zeigt und nicht im eigentlichen Sinne eine Methodik darstellt.“ Dies gilt insbesondere für die Anwendung, die Diagramme zur Bestimmung des Bemessungspunktes für Fenster, Fenster mit Balkon, Fenster mit Loggia, Fenster mit angrenzender Wand zeigt. Ziel der Hygienestandards war es nicht, Methoden zur Berechnung der Sonneneinstrahlungsdauer zu entwickeln.“ Die Tatsache, dass der von ihm gezeigte „allgemeine Ansatz“ auf einer Verzerrung des Inhalts von Abschnitt 11 der Hygienestandards SN 2605-82 (Artikel 292 des Strafgesetzbuchs der Russischen Föderation „Beamtenfälschung“) beruht und dem widerspricht V. A. Zemtsov schwieg bescheiden über den Schulgrundsatz der Notwendigkeit und Hinlänglichkeit der Bedingungen für die Erfüllung der Standards. Am Ende der Diskussion forderte die Redaktion der Zeitschrift „Svetotekhnika“ (2006, Nr. 3, S. 66) „die rasche Ersetzung des fehlerhaften Abschnitts 7 von SanPiN durch eine kurze Klausel, die eine rechnerische Überprüfung der Einhaltung erfordert.“ die regulatorischen Anforderungen des Abschnitts 2 von SanPiN am Tag des Beginns der Regulierungsperiode und am Tag der Sommersonnenwende (22. Juni)“ und schlug vor, „während des Übergangs zu genauen Computerberechnungen das jährliche Sonneneinstrahlungsregime ... zu entwickeln.“ und veröffentlichen „Methodische Anleitung zur Berechnung der Sonneneinstrahlung“. Seitdem sind fast drei Jahre vergangen, und niemand hat es eilig, die Fehler zu korrigieren.

Wir machen uns Sorgen um die Zukunft der russischen Städte, die nicht verspricht, sonnig und hell zu werden. Ohne auf die „Methodischen Hinweise...“ zu warten, werden wir versuchen, im nächsten Artikel so schnell wie möglich Empfehlungen für die manuelle Berechnung der Sonneneinstrahlung mit der Methode der Projektionen mit numerischen Markierungen zu geben.

D. Bakharev

(Bei Verwendung und Reproduktion des Inhalts des Artikels verweisen wir auf die Website www.

Die klimatischen Eigenschaften der Erde werden hauptsächlich durch die Menge der auf ihre Oberfläche einfallenden Sonnenstrahlung und die Eigenschaften der atmosphärischen Zirkulation bestimmt. Die Menge der Sonnenstrahlung, die die Erde erreicht, hängt von der geografischen Breite ab.

Sonnenstrahlung

Sonnenstrahlung- die gesamte auf der Erdoberfläche ankommende Sonnenstrahlung. Neben dem sichtbaren Sonnenlicht umfasst es auch unsichtbare ultraviolette und infrarote Strahlung. In der Atmosphäre wird die Sonnenstrahlung teilweise absorbiert und teilweise von Wolken gestreut. Man unterscheidet zwischen direkter und diffuser Sonnenstrahlung. Direkte Sonneneinstrahlung- Sonnenstrahlung, die die Erdoberfläche in Form paralleler Strahlen erreicht, die direkt von der Sonne ausgehen. Gestreute Sonnenstrahlung- ein Teil der direkten Sonnenstrahlung, der von Gasmolekülen gestreut wird und vom gesamten Himmelsgewölbe auf die Erdoberfläche gelangt. An bewölkten Tagen ist Streustrahlung die einzige Energiequelle in den Oberflächenschichten der Atmosphäre. Gesamte Sonneneinstrahlung umfasst direkte und diffuse Sonnenstrahlung und erreicht die Erdoberfläche.

Sonnenstrahlung ist die wichtigste Energiequelle für atmosphärische Prozesse – die Wetter- und Klimabildung und die Quelle des Lebens auf der Erde. Unter dem Einfluss der Sonneneinstrahlung erwärmt sich die Erdoberfläche, aus der Atmosphäre verdunstet Feuchtigkeit und in der Natur findet ein Wasserkreislauf statt.

Die Erdoberfläche absorbiert Sonnenstrahlung (absorbierte Strahlung), erwärmt sich und strahlt selbst Wärme in die Atmosphäre ab. Die von der Erdoberfläche absorbierte Strahlung wird zur Erwärmung von Boden, Luft und Wasser verwendet. Die unteren Schichten der Atmosphäre blockieren die terrestrische Strahlung weitgehend. Der Hauptteil der an der Erdoberfläche ankommenden Strahlung wird von Ackerland (bis zu 90 %) und Nadelwald (bis zu 80 %) absorbiert. Ein Teil der Sonnenstrahlung wird von der Oberfläche reflektiert (reflektierte Strahlung). Neu gefallener Schnee, die Oberfläche von Gewässern und Sandwüsten weisen das größte Reflexionsvermögen auf.

Die Verteilung der Sonnenstrahlung auf der Erde ist zonal. Sie nimmt vom Äquator zu den Polen hin entsprechend der Abnahme des Einfallswinkels der Sonnenstrahlen auf die Erdoberfläche ab. Der Fluss der Sonnenstrahlung zur Erdoberfläche wird auch durch Bewölkung und atmosphärische Transparenz beeinflusst.

Im Vergleich zu den Ozeanen erhalten Kontinente aufgrund der geringeren (15–30 %) Wolkendecke über ihnen mehr Sonnenstrahlung. Auf der Nordhalbkugel, wo der Großteil der Erde von Kontinenten eingenommen wird, ist die Gesamtstrahlung höher als auf der Südozeanischen Hemisphäre. Die Antarktis, wo die Luft sauber und die Atmosphäre hochtransparent ist, erhält eine große Menge direkter Sonnenstrahlung. Aufgrund des hohen Reflexionsvermögens der Oberfläche der Antarktis ist die Lufttemperatur jedoch negativ.

Wärmezonen

Abhängig von der Menge der auf die Erdoberfläche einfallenden Sonnenstrahlung gibt es auf dem Globus sieben thermische Zonen: heiße, zwei gemäßigte, zwei kalte und zwei Zonen mit ewigem Frost. Die Grenzen thermischer Zonen sind Isothermen. Die heiße Zone wird von Norden und Süden her durch durchschnittliche Jahresisothermen von +20 °C begrenzt (Abb. 9). Zwei gemäßigte Zonen nördlich und südlich der heißen Zone werden auf der Äquatorseite durch eine durchschnittliche jährliche Isotherme von +20 °C und auf der Seite der hohen Breiten durch eine Isotherme von +10 °C (durchschnittliche Lufttemperatur der wärmsten) begrenzt Monate – Juli auf der Nordhalbkugel und Januar auf der Südhalbkugel). Die Nordgrenze fällt ungefähr mit der Waldverbreitungsgrenze zusammen. Die beiden Kaltzonen nördlich und südlich der gemäßigten Zone auf der Nord- und Südhalbkugel liegen zwischen den +10°C- und 0°C-Isothermen des wärmsten Monats. Die beiden Zonen des Dauerfrosts werden durch die 0 °C-Isotherme des wärmsten Monats aus den Kaltzonen begrenzt. Das Reich des ewigen Schnees und Eises erstreckt sich bis zum Nord- und Südpol.

Lufttemperaturverteilung auf der Erde

Ebenso wie die Sonneneinstrahlung variiert die Lufttemperatur auf der Erde zonal vom Äquator bis zu den Polen. Dieses Muster spiegelt sich deutlich in den Isothermenverteilungskarten der wärmsten (Juli auf der Nordhalbkugel, Januar auf der Südhalbkugel) und kältesten (Januar auf der Nordhalbkugel, Juli auf der Südhalbkugel) Monate des Jahres wider. Der „wärmste“ Breitengrad liegt bei 10° N. w. - thermischer Äquator, wo die durchschnittliche Lufttemperatur +28 °C beträgt. Im Sommer verschiebt es sich auf 20° N. Breitengrad, im Winter nähert er sich 5° N. w. Der größte Teil des Landes liegt auf der Nordhalbkugel und dementsprechend verschiebt sich der thermische Äquator nach Norden.

Die Lufttemperatur ist an allen Breitengraden der nördlichen Hemisphäre höher als an ähnlichen Breitengraden der südlichen Hemisphäre. Die durchschnittliche Jahrestemperatur beträgt auf der Nordhalbkugel +15,2 °C und auf der Südhalbkugel +13,2 °C. Dies liegt daran, dass der Ozean auf der Südhalbkugel eine größere Fläche einnimmt und daher mehr Wärme durch Verdunstung von seiner Oberfläche verschwendet wird. Darüber hinaus hat der mit ewigem Eis bedeckte Kontinent Antarktis eine kühlende Wirkung auf die Südhalbkugel.

Die durchschnittliche Jahrestemperatur in der Arktis ist 10–14 °C höher als in der Antarktis. Dies liegt vor allem daran, dass die Antarktis von einer ausgedehnten Gletscherschale bedeckt ist und der größte Teil der Arktis durch den Arktischen Ozean repräsentiert wird, in den warme Strömungen aus niedrigeren Breiten eindringen. Beispielsweise hat der Norwegische Strom eine wärmende Wirkung auf den Arktischen Ozean.

Auf beiden Seiten des Äquators gibt es äquatoriale und tropische Breiten, in denen die Durchschnittstemperatur im Winter und Sommer sehr hoch ist. Über den Ozeanen sind Isothermen gleichmäßig verteilt und fallen fast mit Parallelen zusammen. Entlang der Küsten der Kontinente sind sie stark gekrümmt. Dies wird durch die ungleiche Erwärmung von Land und Ozean erklärt. Darüber hinaus wird die Lufttemperatur in Küstennähe durch warme und kalte Strömungen sowie vorherrschende Winde beeinflusst. Dies macht sich besonders auf der Nordhalbkugel bemerkbar, wo sich der größte Teil des Landes befindet. (Verfolgen Sie die Temperaturverteilung über thermische Zonen mithilfe eines Atlas.)

Auf der Südhalbkugel ist die Temperaturverteilung gleichmäßiger. Es gibt jedoch auch eigene heiße Gebiete – die Kalahari-Wüste und Zentralaustralien, wo die Temperatur im Januar über +45 °C steigt und im Juli auf -5 °C sinkt. Der Kältepol ist die Antarktis, wo ein absolutes Minimum von –91,2 °C gemessen wurde.

Der Jahresverlauf der Lufttemperatur wird durch den Verlauf der Sonneneinstrahlung bestimmt und ist abhängig von der geografischen Breite. In gemäßigten Breiten wird die maximale Lufttemperatur im Juli auf der Nordhalbkugel, im Januar auf der Südhalbkugel und die niedrigste im Januar auf der Nordhalbkugel und im Juli auf der Südhalbkugel beobachtet. Über dem Meer verzögern sich die Höchst- und Tiefstwerte um einen Monat. Die jährliche Amplitude der Lufttemperatur nimmt mit dem Breitengrad zu. Seine höchsten Werte erreicht er auf Kontinenten, deutlich niedrigere Werte über Ozeanen und an Meeresküsten. Die kleinste jährliche Amplitude der Lufttemperaturen (2 °C) wird in äquatorialen Breiten beobachtet. Am höchsten (mehr als 60 °C) sind die subarktischen Breiten auf den Kontinenten.

Die Menge der Sonnenstrahlung, die die Erde erreicht, hängt vom Einfallswinkel der Sonnenstrahlen, der Bewölkung und der Transparenz der Atmosphäre ab. Ebenso wie die Sonnenstrahlung ist die Lufttemperatur auf der Erde zonal verteilt und nimmt vom Äquator zu den Polen hin ab.

Sonnenenergie ist die Quelle des Lebens auf der Erde. Das ist Licht und Wärme, ohne die ein Mensch nicht leben kann. Gleichzeitig gibt es ein Mindestmaß an Sonnenenergie, bei dem das menschliche Leben angenehm ist. Komfort bedeutet in diesem Fall nicht nur das Vorhandensein von natürlichem Licht, sondern auch den Gesundheitszustand – ein Mangel an Sonnenlicht führt zu verschiedenen Krankheiten. Darüber hinaus kann die Energie der Sonne nicht nur genutzt werden, um Lebewesen (Menschen, Pflanzen, Tiere) mit Licht und Wärme ein angenehmes Leben zu ermöglichen, sondern auch zur Erzeugung elektrischer und thermischer Energie.

Ein quantitativer Indikator bei der Beurteilung des Durchflusses von Solarenergie ist die sogenannte Menge Sonneneinstrahlung. Wikipedia gibt die folgende Definition dieser Größe:

Sonneneinstrahlung (lateinisch in-sol von innen – innen + solis – Sonne) – Bestrahlung von Oberflächen mit Sonnenlicht (Sonnenstrahlung), der Fluss der Sonnenstrahlung auf die Oberfläche; Bestrahlung einer Fläche oder eines Raumes mit einem parallelen Strahlenbündel aus der Richtung, in der das Zentrum der Sonnenscheibe gerade sichtbar ist.

Die Sonneneinstrahlung wird anhand der Anzahl der Energieeinheiten gemessen, die pro Zeiteinheit auf eine Einheitsfläche fallen. Typischerweise wird die Sonneneinstrahlung in kW*Stunde/m2 gemessen. Die folgende Abbildung zeigt Daten zur Sonneneinstrahlung in verschiedenen Regionen der Welt.

Globale Sonneneinstrahlungskarte

Die Stärke der Sonneneinstrahlung hängt von der Höhe der Sonne über dem Horizont, von der geografischen Breite des Ortes, vom Neigungswinkel der Erdoberfläche und von der Ausrichtung der Erdoberfläche im Verhältnis zu den Seiten des Horizonts ab.

Die Sonneneinstrahlung wirkt sich auf viele Bereiche unseres Lebens aus, vom Wohnkomfort bis hin zur Energie.

Sonneneinstrahlung und Wohnkomfort

Der Komfort einer Person, die in einem bestimmten Raum lebt, hängt weitgehend von der natürlichen Beleuchtung ab, die tagsüber in diesem Raum herrscht. Allerdings sind die Indikatoren für die Sonneneinstrahlung in Wohngebäuden und die Beleuchtungsstärke nicht identisch.

Es ist zu beachten, dass die Sonneneinstrahlung nicht nur die Menge an Sonnenlicht ist, die tagsüber oder, wie in Standardberechnungen üblich, während der Kalendernormperiode in einen Wohnraum eindringt, sondern auch das Vorhandensein oder Fehlen eines photobiologischen Effekts – der natürlichen Einstrahlung von Räumlichkeiten haben eine bakterizide Wirkung, das heißt, wenn der Raum gut von der Sonne beleuchtet wird, ist es viel gesundheitsfördernder.

Studien haben gezeigt, dass es für eine wirksame Wirkung dieser Art ausreicht, dass die Sonneneinstrahlung des Raumes etwa 1,5 Stunden am Tag beträgt, und zwar nicht einmal des Raumes, sondern der Fensterbank.

Um den Wohnkomfort und die Gesundheit der Bevölkerung zu gewährleisten, werden sanitäre und hygienische Standards für den Grad der Sonneneinstrahlung von Wohngebäuden festgelegt, nach denen der Bau von Wohn- und Verwaltungsgebäuden erfolgt (die Normung kann im überprüft werden). Abschnitte zur Sonneneinstrahlung, SanPiN 2.1.2.2645-10 „Sanitäre und epidemiologische Anforderungen an die Lebensbedingungen in Wohngebäuden und Wohnräumen“ sowie SanPiN 2.2.1/2.2.2.1076-01 „Hygienische Anforderungen an die Sonneneinstrahlung und den Sonnenschutz von Wohnräumen und öffentliche Gebäude und Gebiete“).

Hygienenormen und -regeln legen die Standarddauer der Sonneneinstrahlung in Zeiteinheiten fest, die für die entsprechenden Gebäude und Bauwerke vorgesehen werden muss.

Die Standardeinstrahlung hängt von der geografischen Breite ab. Es werden drei konventionelle Zonen unterschieden – nördlich (nördlich von 58 Grad N), zentral (58 Grad N – 48 Grad N) und südlich (südlich von 48 Grad N) – für die die Dauer der Sonneneinstrahlung rechnerisch ermittelt wird. In diesem Zusammenhang sind Methoden zur Berechnung der Sonneneinstrahlung von besonderer Bedeutung.

Derzeit gibt es mehrere Methoden zur Berechnung der Sonneneinstrahlung, die zur Berechnung der Sonneneinstrahlung von Wohngebäuden in der Stadtplanung verwendet werden: geometrisch und energetisch. Mit geometrischen Methoden wird die Richtung und Querschnittsfläche des Sonnenstrahlenflusses zu einer bestimmten Tages- und/oder Jahreszeit bestimmt. Mithilfe von Energiemethoden werden die Flussdichte der Sonnenstrahlen, die Bestrahlungsstärke und die Oberflächenexposition in verschiedenen Maßeinheiten bestimmt (diese Maßeinheiten können Licht, bakterizid, erythematös usw. sein).

Die Berechnung der Sonneneinstrahlung von Wohngebäuden erfolgt sowohl manuell als auch mit speziellen Programmen. In Russland wird derzeit Solaris verwendet, ein Programm zur Berechnung der Sonneneinstrahlung. Aktiv genutzt wird auch das japanische Programm MicroShadow für ArchiCA, das die manuelle Methode der orthogonalen Projektion nutzt. Einige Experten argumentieren jedoch, dass diese Programme keine ausreichend korrekten Berechnungen ermöglichen, auf die man sich bei der Planung von Gebäuden und Bauwerken vertrauensvoll verlassen kann, und dass der Grad der Sonneneinstrahlung daher möglicherweise nicht dem entspricht, was für eine angenehme Behaglichkeit gewünscht und erforderlich ist Leben. Beispielsweise schlägt D. V. Bakharev vor, ein Programm zu verwenden, das auf der Zentralprojektionsmethode anstelle der Orthogonalprojektion basiert.

Sonneneinstrahlung und Sonnenenergie

Im Zuge der stetig steigenden Preise traditioneller Energiequellen kommt der alternativen Energie eine besondere Bedeutung zu, zu deren wichtigstem Bestandteil die Nutzung der Solarenergie, also der Solarenergie, gehört.

Diese Energieform basiert auf der Nutzung von Sonnenenergie und deren Umwandlung in elektrische und/oder thermische Energie durch entsprechende Geräte. Photovoltaik-Module dienen zur Erfassung der Sonnenenergie und ihre Effizienz hängt direkt vom Grad der Sonneneinstrahlung in einem bestimmten Gebiet ab.

Je höher die Sonneneinstrahlung, desto effizienter sind die Solarmodule, da ihnen mehr Energie zugeführt wird. Moderne Solarmodule sind mit Motoren ausgestattet, die es ihnen ermöglichen, sich bei Tageslicht umzudrehen und der Sonne zu folgen (ähnlich wie sich viele Blumen nach der Sonne drehen) – dies erhöht die Effizienz von Solarkraftwerken.

Leider haben Solarkraftwerke erhebliche Einschränkungen: Sie arbeiten nachts nicht und auch an nebligen und bewölkten Tagen ist ihr Wirkungsgrad deutlich reduziert (manchmal auf Null). Daher sind solche Kraftwerke meist mit „Solarbatterien“ ausgestattet, die bei Tageslicht Energie speichern und bei Dunkelheit abgeben und so den kontinuierlichen Betrieb von Solarkraftwerken gewährleisten.

In südlichen Breiten, wo die Sonneneinstrahlung fast das ganze Kalenderjahr lang hoch ist, können Solarkraftwerke allein genutzt werden, während in Breitengraden, in denen die Sonneneinstrahlung reduziert ist und auch dort, wo die klimatischen Bedingungen das Vorhandensein von Solarkraftwerken vermuten lassen Viele neblige und bewölkte Tage. Es ist notwendig, nicht nur Batterien zu Photovoltaikmodulen hinzuzufügen, sondern auch Kraftwerke eines anderen Typs – Wind- oder Wasserkraftwerke, die an die Erzeugung von Strom (und/oder Wärmeenergie) angeschlossen sind Der Grad der Sonneneinstrahlung in einem bestimmten Gebiet verringert die Produktivität von Solarkraftwerken erheblich.

Besonders verbreitet sind in letzter Zeit Photovoltaik-Module zur Energieerzeugung in einzelnen Ferienhäusern und Landhäusern. Sie werden in Kombination mit Windgeneratoren eingesetzt, was es den Eigentümern solcher Landimmobilien ermöglicht, ständig ihren eigenen Strom zu beziehen und nicht auf externe Lieferanten angewiesen zu sein.

Solarenergiepotenzial in Russland

Verteilung der gesamten Sonnenstrahlung auf dem Territorium der Russischen Föderation (anklickbares Bild).

Aufgrund der Länge des russischen Territoriums variieren die Sonneneinstrahlungswerte in den verschiedenen Regionen erheblich. So beträgt die Sonneneinstrahlung in abgelegenen nördlichen Regionen 810 kWh/m2 pro Jahr, während sie in den südlichen Regionen über 1400 kWh/m2 pro Jahr liegt. Seine Werte weisen zudem große saisonale Schwankungen auf. Beispielsweise beträgt die Sonneneinstrahlung am 55. Breitengrad (Moskau) im Januar 4,69 kWh/m2 pro Tag und im Juli 11,41 kWh/m2 pro Tag.

Auch die Anzahl der Stunden am Tag, in denen die Sonne an einem bestimmten Ort scheint, ist von Bedeutung. Dieser Wert ist je nach Region sehr unterschiedlich. Darüber hinaus wird es nicht nur von der geografischen Breite des Gebiets beeinflusst, sondern auch von anderen Faktoren, beispielsweise der Lage in einem Berggebiet oder einfach dem Vorhandensein einer nahegelegenen Bergkette, die die Sonne in den Morgen- oder Abendstunden blockiert.

Die obigen Karten zeigen deutlich, dass in vielen schwer zugänglichen Regionen unseres Landes (auch jenseits des Polarkreises), in denen die Installation von Stromleitungen wirtschaftlich nicht sinnvoll ist, Solarenergie den Bedarf der Bevölkerung an Strom, Licht und Wärme decken kann .

Dies ist das Ergebnis der Aktivitäten von Organisationen, die darauf abzielen, die individuellen Bedürfnisse der Verbraucher (Kunden) bei der Wiederherstellung der Betriebseigenschaften und des Erscheinungsbilds zu erfüllen Schuhe, unterschiedlich in Art, Zweck, Design, Materialien des Ober- und Sohlenmaterials und Befestigungsarten der Unterteile. Die bei der Leistungserbringung verwendeten Materialien (Natur-, Kunst- und Kunstleder, Textilien, Gummi, Holz, Filz, Kunststoffe) müssen in Aussehen, Dicke und Farbe den Materialien der Teile der Ober- und Unterseite des reparierten Gegenstandes entsprechen. Schuhe. Schuhe muss mit der gleichen Befestigungsmethode repariert werden, mit der es hergestellt wurde. :

Physische Geographie von Kontinenten und Ozeanen

KONTINENTE: SÜDAMERIKA

KLIMA SÜDAMERIKAS

Im Juli Der gesamte nördliche Teil des Kontinents ist feuchter äquatorialer Luft ausgesetzt, die vom Südwestmonsun mitgebracht wird, und nicht weniger feuchter tropischer Meeresluft, die vom Atlantischen Ozean kommt (siehe Abb. 9).

In den subtropischen und gemäßigten Breiten der südlichen Hemisphäre dominiert es Westtransfer und Zyklonregen treten auf. Patagonien ist nach wie vor das Zentrum der Bildung relativ trockener und kalter Luft, die zeitweise nach Norden bis in das Amazonas-Tiefland vordringt und dort zu erheblichen Temperaturabfällen führt (Abb. 82).

Reis. 82. Durchschnittliche Lufttemperatur in Südamerika in Bodennähe im Juli

Südamerika liegt größtenteils innerhalb Äquatorial, beide subäquatorial Und Südtropisch Klimazonen. Im äußersten Süden gelangt es in die subtropischen und gemäßigten Zonen.

Äquatoriale Klimazone In Südamerika umfasst es das gesamte Amazonas-Tiefland (mit Ausnahme des östlichen Teils und des äußersten Südens), angrenzende Teile des Guayana-Hochlands und des Orinoco-Tieflandes sowie die Pazifikküste nördlich des Äquators. Dieser Gürtel ist das ganze Jahr über durch starke Niederschläge und gleichmäßig hohe Temperaturen (24...28 °C) gekennzeichnet. Die jährlichen Niederschlagsmengen liegen zwischen 1500 und 2500 mm, an den Hängen der Anden und an der Pazifikküste steigt die Niederschlagsmenge auf 5000 bis 7000 mm pro Jahr (Abb. 83).

Reis. 83. Durchschnittlicher jährlicher Niederschlag in Südamerika

Der gesamte nördliche Teil Südamerikas, einschließlich des Orinoco-Tieflandes, der Karibikküste, eines bedeutenden Teils des Guayana-Hochlandes und des Guayana-Tieflandes, liegt in subäquatorialer Gürtel nördliche Hemisphäre. Der subäquatoriale Gürtel der südlichen Hemisphäre umfasst den Norden des brasilianischen Hochlandes und den südlichen Teil des Amazonas-Tieflandes sowie einen Teil der Pazifikküste vom Äquator bis zum 4.–5. Breitengrad. Im Osten sind die subäquatorialen Gürtel der nördlichen und südlichen Hemisphäre verbunden. Eine Besonderheit des subäquatorialen Klimas – die Saisonalität der Niederschlagsverteilung – kommt in diesem Gebiet recht deutlich zum Ausdruck. Auf der Südhalbkugel – im brasilianischen Hochland, im Süden des Amazonas-Tieflandes und im Unterlauf des Amazonas – dauert die mit dem äquatorialen Monsun verbundene Regenzeit etwa von Dezember bis Mai und nimmt zum Äquator hin zu. Im Norden dauert die Regenzeit von Mai bis Dezember. Im Winter fallen während der Passatwinde keine Niederschläge. Nur im nördlichen Teil des Küstenabschnitts des brasilianischen Hochlandes, wo die Passatwinde, die vom warmen Ozean kommen, auf ihrem Weg auf Berge treffen, kommt es im Winter zu Regenfällen.

In die Grenzen tropische Klimazone Südamerika gehört nur zur südlichen Hemisphäre. Der Osten und Südosten des brasilianischen Hochlandes liegt in einem Gebiet mit feuchtem Passatwindklima, in dem das ganze Jahr über Regenfälle durch tropische Luftströme aus dem Atlantik herbeigeführt werden. Entlang der Berghänge aufsteigend, hinterlässt die Luft auf der Luvseite viel Feuchtigkeit. In Bezug auf Niederschlag und Feuchtigkeitsregime ähnelt dieses Klima dem Klima des Amazonas-Tieflandes, zeichnet sich jedoch durch größere Temperaturunterschiede zwischen den heißesten und kühlsten Monaten aus.

Pazifikküste zwischen 5 und 30° S. gekennzeichnet Klima von Küstenwüsten und Halbwüsten. Dieses Klima ist in der Atacama-Wüste am ausgeprägtesten, die durch die östliche Peripherie des Pazifischen Ozeans und Temperaturinversionen beeinflusst wird, die durch den ständigen Zustrom relativ kalter Luft aus hohen Breiten und das kalte Wasser des mächtigen Peruanischen Stroms entstehen. Bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von bis zu 80 % fällt sehr wenig Niederschlag – mancherorts nur wenige Millimeter pro Jahr. Ein Ausgleich für den fast völligen Regenmangel ist der starke Tau, der im Winter an der Küste fällt. Selbst in den heißesten Monaten übersteigt die Temperatur selten 20 °C und die saisonalen Schwankungen sind gering.

Südlich von 30° S Südamerika ist inbegriffen subtropische Klimazone.

Der Südosten des Festlandes (der südliche Rand des brasilianischen Hochlandes, das Becken des unteren Uruguay, der Zusammenfluss von Paraná und Uruguay, der östliche Teil der Pampa) ist gleichmäßig geprägt feuchtes subtropisches Klima. Im Sommer bringen nordöstliche Monsunwinde Feuchtigkeit; im Winter kommt es aufgrund der Zyklonaktivität entlang der Polarfront zu Niederschlägen. Die Sommer in diesen Gebieten sind sehr heiß, die Winter mild mit monatlichen Durchschnittstemperaturen von etwa 10 °C, es kommt jedoch zu Temperaturabfällen deutlich unter 0 °C aufgrund des Eindringens relativ kalter Luftmassen aus dem Süden.

Binnengebiete der subtropischen Zone (Westliche Pampa) sind gekennzeichnet durch trockenes subtropisches Klima. Dort gelangt nur wenig Feuchtigkeit aus dem Atlantischen Ozean und die Niederschläge (nicht mehr als 500 mm pro Jahr), die im Sommer fallen, sind hauptsächlich konvektiven Ursprungs. Das ganze Jahr über gibt es starke Temperaturschwankungen und im Winter kommt es häufig zu Abfällen unter 0 °C mit durchschnittlichen Monatstemperaturen von 10 °C.

An der Pazifikküste von 30 bis 37° S. Klima subtropisch, mit trockenen Sommern. Unter dem Einfluss der östlichen Peripherie des Pazifischen Hochs sind die Sommer dort nahezu regenlos und kühl (insbesondere an der Küste selbst). Der Winter ist mild und regnerisch. Saisonale Temperaturamplituden sind unbedeutend.

In der gemäßigten Zone(südlich von 40° S) ist der schmalste Teil Südamerikas. Patagonien ist das Zentrum der Bildung kontinentaler Luft gemäßigter Breiten. Die Niederschlagsmenge in diesen Breiten wird durch Westwinde verursacht, deren Weg nach Patagonien durch die Anden blockiert wird, so dass ihre Niederschlagsmenge 250–300 mm nicht überschreitet. Im Winter kommt es durch eindringende Kaltluft aus dem Süden zu starken Erkältungen. Der Frost erreicht in Ausnahmefällen -30...-35 °C, die durchschnittlichen Monatstemperaturen sind jedoch positiv.

Typ