1. Энергия излучения (волн) часто обозначается буквами W или Qе и измеряется в джоулях (Дж).
2. Поток излучения Фе – величина, равная энергии электромагнитного излучения, проходящего в единицу времени через некоторую поверхность S.
Фе представляет собой мощность излучения, излучаемого телом и распространяющегося в пространстве. Единица измерения – ватт (Вт). Определяется как отношение энергии излучения W ко времени t, за которое излучение произошло.
= W / t (2)
3. Энергетическая освещённость (облучённость) Ee – величина, которая характеризует величину потока излучения, падающего на единицу площади освещаемой поверхности. Единица измерения – 1 Вт/м2.
Освещённость поверхности зависит от угла падения α. При нормальном падении потока излучения Фо на поверхность S она определяется как отношение этих величин.
Ео = Фо / S (3)
При наклонном падении (рис.1) на ту же самую поверхность S освещённость Е этой поверхности меньше и определяется выражением
(4)
где Eo – освещённость при нормальном падении излучения (света),
α - угол падения, то есть угол между направлением распространения излучения и нормалью к поверхности.
Это означает, что при освещении земной поверхности солнечным светом, количество солнечной энергии падающей (поступающей) на неё зависит от угла наклона солнечных лучей. В соответствии с (4) поток солнечного излучения Ф, падающего на поверхность площадью S, определяется выражением
Ф = Фо· cos α = Ео· S · cos α (5)
Тогда энергия солнечного света, поступающая на эту поверхность за время t, равна
W = Фо· t · cos α = Ео· S · t · cos α (6)
Рис. 1 Рис.2 – Спектральное распределение энергии
Наклонное падение света солнечного излучения вне земной атмосферы (1)
и на поверхности земли для различных положений
Солнца над горизонтом (2,3,4,5,6). 1 мкм = 1000 нм.
4. Солнечная инсоляция. Количество попадающего на освещаемую поверхность потенциально полезного солнечного излучения определяется понятием, именуемым инсоляцией. Обозначим её здесь, как Ws.
Солнечная инсоляция Ws – это суммарная энергия солнечного излучения, попадающего на единицу площади горизонтальной поверхности, определённая за достаточно длительный период времени (сутки, неделя, месяц, год). Единица измерения – 1 кВт·час/м2.
Солнечная инсоляция сильно изменяется от одной точки земной поверхности к другой, то есть зависит от географического положения местности. Очевидно, что степи Астрахани, пустыня Сахара получают значительно больше света, чем Петрозаводск или Санкт-Петербург.
При нахождении величины солнечной инсоляции какого-либо района необходимо учитывать также несколько факторов:
- влияние времени года, обуславливающее более низкую освещенность и долготу дня зимой;
- характер местности, освещаемой солнцем (наличие загораживающих солнце деталей рельефа местности, такие как горы, деревья, здания);
- местные погодные условия (облачность, туман, дождь);
