Күн сәулесінің сипатттамасы. Жарық климаты.

Жердегі барлық органикалық тіршіліктің өмір сүруі, жер шарындағы жылудың, жарықтың және энергия көзі болып табылатын, күн радиациясына тәуелді.

Күн көзінен корпускулярлық және электромагниттік сәулелер шығады. Корпускулярлық сәулелену күн желі деп аталады, оның құрамына электрондар, протондар, гелий ядролары және басқа бөлшектер кіреді. Күн сәулесінің электромагниттік спектрі өте кең, оған радиожиілік диапазонындағы сәулеленулер, инфрақызыл, көрінетін, ультракүлгін, гамма, және рентген сәулелері кіреді. Күннің электромагниттік сәулеленуі 300000 км/сек жылдамдықпен таралып, Жерге 8 минутта жетеді. Ал күн желінің бөлшектерінің жылдамдығы, электромагниттік сәулеленулердің жылдамдығына қарағанда, аздау - 300 км/сек болады. Сондықтан олар жерге бірнеше тәуліктен кейін ғана жетеді. Сәулелердің жылдамдығы мен қарқындылығы күннің белсенділігі жоғары кезеңдерінде күрт өседі. Күн белсенділігінің көріністеріне күн дағы және күн жарқылы жатады.

Күн дағы көлденеңі бірнеше мыңдаған километрге созылған және магниттік өріс кернеулілігі жердің магниттік өрісінің кернеулілігінен мыңдаған есе жоғары, алып электромагнит болып табылады. Күн көзіндегі жарқылдаулар (солнечная вспышка ) күндегі болып жатқан жарылыстардың бейне көрінісі болып табылады. Жарқылдың қуаты мыңдаған термоядролық бомбалардың жарылысының қуатымен тең келеді. Жарқыл кезінде, жылдамдығы 1000-2000 км/сек дейін жететін, қысқа толқынды иондаушы сәулеленулер мен жоғары энергетикалық бөлшектердің шығарылуы жоғарылайды, сол себепті олар Жерге 2-3 тәуліктің өзінде ақ жетеді. Жерге келе жатқан жолында күн желі негізінен жердің геомагниттік өрісімен, ал электромагнтиттік сәулеленулер - стратосфераның төменгі қабаттарымен және тропосферамен әсерлеседі. Магниттік өріс құрыш ретінде әрекет етіп, зарядталған бөлшектерді Жерге жақын жібермейді. Электромагниттік сәулелену болса, ол жер атмосферасының компоненттерімен химиялық және физикалық әсерлесуге түседі.

Бұл кезде күн сәулесінің қарқындылығы әлсізденеді, қысқа толқынды сәулеленудің озон қабатында сіңірілуі және ұзын толқынды сәулеленудің түзілуі жүреді, жер беті мен атмосфераның біркелкі емес жылынуы нәтижесінде ауа райы және климаттық жағдайларды анықтайтын ауа массаларының айналымы мен басқа да үрдістер жүзеге асырылады.

Жер бетіне тек орта, ұзын толқынды ультра күлгін сәулелері мен көрінетін және қысқа толқынды инфрақызыл сәулеленулер ғана жетеді. Әр түрлі жерлердегі жер бетіне жететін күн сәулесінің мөлшерін жарық климаты деп атайды. Жарық климаты табиғи да (географиялық ендік, жергілікті жер, жыл мезгілі, тәулік уақыты, жер бедері, климат, ауа райы, жер бетінің шағылыстыратын қабілеті), антропогендік те факторларға (атмосфераның ластануы және т.б.) байланысты болады.

Жер бетіндегі күн сәулесінің жалпы ағымының қуаты күн сәулесі өтетін атмосфера қабатының қалыңдығына байланысты. Бұл қабаттың қалыңдығы жергілікті жердің теңіз деңгейінен биіктігімен және көкжиектен күннің тұру биіктігімен анықталады. Күн көкжиектен неғұрлым биік турса, соғұрлым күн сәулелері өтетін атмосфера қабатының қалыңдығы аз болады. Мысалы, егер, атмосфераның массасы (теңіз деңгейіндегі ауа қабатының қалыңдығы) күннің тұру биіктігі 60º кезінде 1,1 шартты бірлікке тең болса, күннің шығуы мен батуы кезінде ол 35,4 жетеді, яғни қиғаш сәулелер, тікелей сәулелерге қарағанда, жер бетіне дейін үлкен жолдан өтеді.

Күн радиациясы қарқындылығының жергілікті жердің биіктігі жоғарылаған сайын өсуі де, атмосфераның қалыңдығы жұқаруымен түсіндіріледі.

Күннің тұру биіктігі географиялық ендікке, жыл мезгіліне және тәулік уақытына байланысты. Географиялық ендіктің жоғарылауымен, яғни, экватордан алыстаған сайын, күннің тұру биіктігі төмендейді. Ол қыс айларында да төмендейді. Күннің тұру биіктігінің өзгеруі күн сәулесінің мөлшеріне ғана емес, сонымен бірге, оның сапалық құрамына да әсерін тигізеді. Мысалы, күннің тұру биіктігі төмендегенде, ультракүлгін және көрінетін сәулелердің үлесі азайып, инфрақызыл сәулелерінің үлесі көбейеді. Егер, күн тас төбеде (90 º) тұрғанда, ультракүлгін сәулесінің үлесі 4%, ал көрінетін сәуленің үлесі - 46% құрайтын болса, онда, күн көкжиекке жақындағанда, ультракүлгін сәулесі мүлдем жоқ болады, ал көрінетін сәуленің үлесі 28% дейін төмендейді.

Атмосферада үнемі күн жарығының сіңірілуі, таралуы және шағылысу үрдістері жүріп отырады. Сондықтан жер бетіне жететін жалпы жиынтық сәулелену күн көзінен тікелей түскен, көк аспаннан өткенде шашыраған және әр түрлі нысандар бетінен шағылысқан сәулеленулерден тұрады. Күннің тұру биіктігі неғұрлым жоғары болса, соғұрлым тікелей түскен сәулеленудің мөлшері көбірек болады. Бұлт тікелей түскен күн сәулесін шағылыстырып, оның шашырауын күшейтеді, осыған байланысты, күн сәулесінің қарқындылығы 47-56% төмендеуі мүмкін.

Ластанған ауада күн сәулесі өнеркәсіптерден, автокөліктерден, жылыту қондырғыларынан шыққан шығарындылармен ауаға түскен шаңға, газдарға, аэрозольдерға, түтінге сіңіріледі. Тұманды және ылғалды ауа райы кезінде жалпы күннің сәулесі едәуір төмендейді. Күн сәулесінің шашырау мен шағылысу үрдістері, әсіресе, күн спектріндегі үлесі онсыз да көп емес (жер бетіндегі деңгейде - 0,6-10%), ультра күлгін сәулесінің қарқындылығына әсерін тигізеді. Олардың ең үлкен бөлігін - 70-75% - тікелей түскен емес, шашыраған сәулелену құрайды. Жоғары ендікте (57,5º жоғары) ультракүлгін сәулесінің жеткіліксіздігі байқалады: қараша-ақпан айлары бойыорта толқынды ультракүлгін сәулесі мүлдем болмайды, ал қазан-наурыз айларында оның қарқындылығы өте төмен болады. Оңтүстік және солтүстік ендіктердің 57,5-42,5º аралығында орналасқан аудандарда көбінесе ультракүлгін сәулесі бойынша комфорт, ал 42,5º- тан төмен аймақтарда ультра күлгін сәулесі артық мөлшерде байқалады. Ультра күлгін сәулесінің қарқындылығы тауларда да жоғарылау болады, ол, теңіз деңгейінен әр 1000 м-ге биіктеген сайын, 15% жоғарылап отырады.