Инсоляция — солнечная радиация на Земле¶
Инсоляция — это количество солнечной радиации (световой и тепловой энергии), получаемое поверхностью Земли или другого объекта за определённый период. Термин происходит от латинского insolar — «освещать солнцем». Простыми словами, инсоляция показывает, сколько солнечного света и тепла достаётся той или иной местности: чем она выше, тем солнечнее и теплее климат.
¶Отличие от понятия «освещённость»
Инсоляцию часто путают с освещённостью. Освещённость — это мгновенная плотность светового потока, приходящего на единицу площади (измеряется в люксах), то есть «как сейчас светит солнце». Инсоляция же — величина накопленная: она учитывает всю энергию, полученную за час, сутки, месяц или год. Если освещённость можно сравнить с показанием спидометра, то инсоляция — с пройденным расстоянием.
¶Единицы измерения
Инсоляцию измеряют в единицах энергии на единицу площади:
- джоули на квадратный сантиметр (Дж/см²) — исторически распространённая единица в отечественной метеорологии;
- киловатт-часы на квадратный метр (кВт·ч/м²) — применяется в солнечной энергетике;
- мегаджоули на квадратный метр (МДж/м²).
Для сравнения: суммарная годовая инсоляция на экваторе достигает примерно 2000 кВт·ч/м², тогда как в высоких широтах она может составлять менее 800 кВт·ч/м².
¶От чего зависит инсоляция
На количество поступающей солнечной энергии влияют несколько факторов:
- Угол падения солнечных лучей. Чем ближе Солнце к зениту, тем больше энергии приходится на единицу площади. Именно поэтому жаркие страны расположены вблизи экватора.
- Длительность солнечного дня. Летом день длиннее, и инсоляция выше, чем зимой.
- Прозрачность атмосферы. Облачность, туман, пыль и загрязнение воздуха ослабляют прямую солнечную радиацию.
- Высота над уровнем моря. В горах атмосфера тоньше, и солнечная радиация достигает поверхности в большем количестве. Так, на вершинах Кавказа или Памира инсоляция заметно выше, чем в равнинных районах на той же широте.
- Угол наклона поверхности. Южный склон горы получает больше энергии, чем северный.
¶Распределение по территории России
Россия лежит преимущественно в умеренных и высоких широтах, поэтому её инсоляция в целом ниже, чем в тропиках. Наиболее солнечные районы страны — Прикаспийская низменность (Астраханская область, Калмыкия), Южный Урал, Забайкалье и юг Якутии, где годовая инсоляция превышает 1300–1400 кВт·ч/м². Самые облачные и наименее освещённые территории — побережье Баренцева и Охотского морев, где показатель опускается ниже 800 кВт·ч/м².
¶Роль в климате и природе
Инсоляция — основной источник энергии, определяющий температуру воздуха и почвы, испарение влаги, развитие растений. Именно различие в инсоляции по широте создаёт климатические пояса. Сезонное изменение инсоляции объясняет смену времён года. В океанологии и гидрологии инсоляция учитывается при расчёте теплового баланса водоёмов.
¶Применение
- Климатология и метеорология — расчёт температурного режима, испаряемости, снежного покрова.
- Солнечная энергетика — оценка потенциала солнечных электростанций и водонагревателей. В России строительство СЭС наиболее экономично в южных регионах.
- Сельское хозяйство — планирование севооборотов, подбор культур, расчёт «гелиотермических сумм» (суммы активных температур, накапливаемых за вегетационный период).
- Строительство и архитектура — расчёт инсоляции жилых помещений. Санитарные нормы (СанПиН) требуют, чтобы жилые комнаты в Российской Федерации получали не менее 2–2,5 часов прямой инсоляции в день в период с 22 февраля по 22 октября.
- Медицина — дозированное солнечное облучение используется в лечебных целях; избыток инсоляции, напротив, связан с риском перегрева и солнечных ожогов.
¶Измерение и расчёты
Инсоляцию измеряют актинометрами — приборами, регистрирующими поток солнечной радиации. В России основной измеряемой величиной долгое время была суммарная солнечная радиация в Дж/см². Спутниковые данные (например, от миссии NASA CERES) позволяют оценивать инсоляцию по всей планете с высоким пространственным разрешением.
Источники:
- Алисов Б. П., Дерюгин К. К. Курс климатологии
- Дьяконов Г. Н. Климатология: учебное пособие
- СанПиН 2.1.3684-21 «Санитарно-эпидемиологические требования к содержанию территорий городских и сельских поселений»
- Фролькис В. А. Инсоляция и солнечная энергия