Sudut maksimum kejadian cahaya matahari. Sinaran suria

Kehidupan di planet kita bergantung kepada jumlah cahaya matahari dan haba. Sungguh mengerikan untuk membayangkan, walaupun untuk seketika, apa yang akan berlaku jika tidak ada bintang di langit seperti Matahari. Setiap helai rumput, setiap daun, setiap bunga memerlukan kehangatan dan cahaya, seperti orang di udara.

Sudut tuju sinar matahari adalah sama dengan ketinggian matahari di atas ufuk

Jumlah cahaya matahari dan haba yang masuk ke permukaan bumi adalah berkadar terus dengan sudut tuju sinar. Sinaran matahari boleh jatuh ke Bumi pada sudut 0 hingga 90 darjah. Sudut di mana sinaran mengenai bumi adalah berbeza, kerana planet kita mempunyai bentuk bola. Lebih besar ia, lebih ringan dan lebih panas.

Oleh itu, jika rasuk datang pada sudut 0 darjah, ia hanya meluncur di sepanjang permukaan bumi tanpa memanaskannya. Sudut kejadian ini berlaku di Kutub Utara dan Selatan, di luar Bulatan Artik. Pada sudut tepat, sinaran matahari jatuh di khatulistiwa dan di permukaan antara Selatan dan

Jika sudut sinaran matahari di atas tanah adalah betul, ini menunjukkan bahawa

Oleh itu, sinaran di permukaan bumi dan ketinggian matahari di atas ufuk adalah sama antara satu sama lain. Mereka bergantung pada latitud geografi. Semakin dekat dengan latitud sifar, semakin dekat sudut tuju sinar kepada 90 darjah, semakin tinggi matahari di atas ufuk, semakin panas dan cerah.

Bagaimanakah matahari mengubah ketinggiannya di atas ufuk?

Ketinggian matahari di atas ufuk bukanlah nilai tetap. Sebaliknya, ia sentiasa berubah. Sebabnya terletak pada pergerakan berterusan planet Bumi mengelilingi bintang Matahari, serta putaran planet Bumi mengelilingi paksinya sendiri. Akibatnya, siang mengikuti malam, dan musim antara satu sama lain.

Wilayah antara kawasan tropika menerima paling banyak haba dan cahaya, di sini tempoh siang dan malam hampir sama, dan matahari berada pada kemuncaknya 2 kali setahun.

Permukaan di luar Bulatan Artik menerima kurang haba dan cahaya, terdapat konsep seperti malam, yang berlangsung kira-kira enam bulan.

Ekuinoks musim luruh dan musim bunga

4 tarikh astrologi utama dikenal pasti, yang ditentukan oleh ketinggian matahari di atas ufuk. 23 September dan 21 Mac ialah ekuinoks musim luruh dan musim bunga. Ini bermakna ketinggian matahari di atas ufuk pada bulan September dan Mac hari ini ialah 90 darjah.

Selatan dan diterangi oleh matahari sama rata, dan longitud malam adalah sama dengan longitud siang hari. Apabila musim luruh astrologi datang di Hemisfera Utara, kemudian di Hemisfera Selatan, sebaliknya, musim bunga. Perkara yang sama boleh dikatakan mengenai musim sejuk dan musim panas. Jika musim sejuk di Hemisfera Selatan, maka musim panas di Hemisfera Utara.

Solstis musim panas dan musim sejuk

22 Jun dan 22 Disember ialah hari musim panas dan 22 Disember ialah hari terpendek dan malam terpanjang di Hemisfera Utara, dan matahari musim sejuk berada pada ketinggian paling rendah di atas ufuk sepanjang tahun.

Di atas latitud 66.5 darjah, matahari berada di bawah ufuk dan tidak naik. Fenomena ini, apabila matahari musim sejuk tidak naik ke ufuk, dipanggil malam kutub. Malam terpendek berlaku pada latitud 67 darjah dan berlangsung hanya 2 hari, dan malam terpanjang berlaku di kutub dan berlangsung selama 6 bulan!

Disember ialah bulan dalam setahun dengan malam terpanjang di Hemisfera Utara. Orang di Rusia Tengah bangun untuk bekerja dalam gelap dan pulang pada waktu malam juga. Ini adalah bulan yang sukar bagi ramai, kerana kekurangan cahaya matahari menjejaskan keadaan fizikal dan moral rakyat. Atas sebab ini, kemurungan juga boleh berkembang.

Di Moscow pada 2016, matahari terbit pada 1 Disember ialah pada pukul 08.33. Dalam kes ini, tempoh hari ialah 7 jam 29 minit. di luar ufuk akan menjadi sangat awal, pada 16.03. Malam akan menjadi 16 jam 31 minit. Maka, ternyata longitud malam adalah 2 kali ganda lebih besar daripada longitud siang!

Tahun ini solstis musim sejuk ialah 21 Disember. Hari terpendek akan berlangsung tepat 7 jam. Kemudian keadaan yang sama akan berlangsung selama 2 hari. Dan sudah dari 24 Disember, hari itu akan pergi untuk keuntungan perlahan-lahan tetapi pasti.

Secara purata, satu minit siang hari akan ditambah setiap hari. Pada penghujung bulan, matahari terbit pada bulan Disember akan tepat pada pukul 9, iaitu 27 minit lewat daripada 1 Disember

22 Jun ialah solstis musim panas. Semuanya berlaku sebaliknya. Untuk sepanjang tahun, pada tarikh inilah tempoh hari terpanjang dan malam terpendek. Ini untuk Hemisfera Utara.

Di Selatan pula sebaliknya. Fenomena alam yang menarik dikaitkan dengan hari ini. Di sebalik Bulatan Artik datang hari kutub, matahari tidak terbenam di bawah ufuk di Kutub Utara selama 6 bulan. Malam putih misteri bermula di St. Petersburg pada bulan Jun. Mereka bertahan dari kira-kira pertengahan Jun selama dua hingga tiga minggu.

Kesemua 4 tarikh astrologi ini boleh berubah dalam 1-2 hari, kerana tahun suria tidak selalunya bertepatan dengan tahun kalendar. Juga offset berlaku dalam tahun lompat.

Ketinggian matahari di atas ufuk dan keadaan iklim

Matahari adalah salah satu faktor pembentuk iklim yang paling penting. Bergantung pada bagaimana ketinggian matahari di atas ufuk di atas kawasan tertentu permukaan bumi telah berubah, keadaan iklim dan musim berubah.

Sebagai contoh, di Utara Jauh, sinaran matahari jatuh pada sudut yang sangat kecil dan hanya meluncur di sepanjang permukaan bumi tanpa memanaskannya sama sekali. Di bawah keadaan faktor ini, iklim di sini sangat teruk, terdapat permafrost, musim sejuk yang sejuk dengan angin beku dan salji.

Semakin tinggi matahari di atas ufuk, semakin panas iklim. Sebagai contoh, di khatulistiwa ia adalah luar biasa panas, tropika. Turun naik bermusim juga boleh dikatakan tidak dirasai di kawasan khatulistiwa, di kawasan ini terdapat musim panas yang kekal.

Mengukur ketinggian matahari di atas ufuk

Seperti yang mereka katakan, segala-galanya yang bijak adalah mudah. Jadi disini. Peranti untuk mengukur ketinggian matahari di atas ufuk adalah asas yang mudah. Ia adalah permukaan mendatar dengan tiang di tengah sepanjang 1 meter. Pada hari yang cerah pada tengah hari, tiang itu mengeluarkan bayang terpendek. Dengan bantuan bayang terpendek ini, pengiraan dan pengukuran dijalankan. Adalah perlu untuk mengukur sudut antara hujung bayang-bayang dan segmen yang menghubungkan hujung tiang ke hujung bayang-bayang. Nilai sudut ini akan menjadi sudut matahari di atas ufuk. Peranti ini dipanggil gnomon.

Gnomon adalah alat astrologi kuno. Terdapat peranti lain untuk mengukur ketinggian matahari di atas ufuk, seperti sekstan, kuadran, astrolab.

Ketinggian matahari sangat mempengaruhi kedatangan sinaran suria. Apabila sudut tuju sinar matahari adalah kecil, sinaran mesti melalui ketebalan atmosfera. Sinaran suria sebahagiannya diserap, sebahagian sinaran dipantulkan daripada zarah-zarah terampai di udara dan sampai ke permukaan bumi dalam bentuk sinaran bertaburan.

Ketinggian matahari berubah secara berterusan apabila ia berlalu dari musim sejuk ke musim panas, seperti yang berlaku dengan perubahan hari. Sudut ini mencapai nilai terbesar pada 12:00 (waktu suria). Adalah lazim untuk mengatakan bahawa pada masa ini matahari berada di puncaknya. Pada tengah hari, keamatan sinaran juga mencapai nilai maksimumnya. Nilai minimum keamatan sinaran dicapai pada waktu pagi dan petang, apabila matahari rendah di atas ufuk, serta pada musim sejuk. Benar, pada musim sejuk sedikit lagi cahaya matahari langsung jatuh ke bumi. Ini disebabkan oleh hakikat bahawa kelembapan mutlak udara musim sejuk adalah lebih rendah dan oleh itu ia menyerap kurang sinaran suria.

Matahari terbit pada pukul 6:00 di timur dan sedikit menerangi dinding fasad timur (hanya dalam bentuk sinaran yang dipantulkan oleh atmosfera). Dengan peningkatan dalam sudut kejadian cahaya matahari, keamatan sinaran suria yang jatuh pada permukaan dinding fasad meningkat dengan cepat. Pada kira-kira 8 pagi, keamatan sinaran suria sudah kira-kira 500 W / m², dan ia mencapai nilai maksimum kira-kira 700 W / m² di dinding fasad selatan bangunan sedikit lebih awal daripada tengah hari.

Apabila dunia berputar mengelilingi paksinya dalam satu hari, iaitu, dengan pergerakan jelas matahari mengelilingi dunia, sudut tuju sinar matahari berubah bukan sahaja dalam menegak, tetapi juga dalam arah mendatar. Sudut dalam satah mengufuk ini dipanggil sudut azimut. Ia menunjukkan berapa darjah sudut tuju sinar matahari menyimpang dari arah utara jika bulatan penuh ialah 360 °. Sudut menegak dan mendatar saling berkaitan supaya apabila musim berubah, sentiasa dua kali setahun, sudut ketinggian matahari di langit ternyata sama untuk nilai sudut azimut yang sama.

Lintasan Matahari semasa pergerakan jelasnya di seluruh dunia pada musim sejuk dan musim panas pada hari-hari ekuinoks musim bunga dan musim luruh. Dengan mengunjurkan trajektori ini ke satah mendatar, imej satah diperolehi, dengan bantuannya adalah mungkin untuk menggambarkan dengan tepat kedudukan matahari di langit, apabila dilihat dari titik tertentu di dunia. Peta trajektori suria sedemikian dipanggil gambar rajah suria atau ringkasnya peta suria. Oleh kerana trajektori matahari berubah apabila bergerak dari selatan (dari khatulistiwa) ke utara, setiap latitud mempunyai ciri peta suria sendiri.

Pantulan sinaran suria dari permukaan bumi

Pada musim sejuk, permukaan menegak, seperti dinding fasad bangunan, boleh dipantulkan dari permukaan bumi dengan sejumlah besar sinaran suria tambahan. Daripada jumlah keseluruhan kejadian tenaga suria di permukaan mendatar bumi, sehingga 50-80%, bergantung kepada kesucian salji, dipantulkan daripada penutup salji. Permukaan bumi yang tidak rata, tumbuh-tumbuhan yang tinggal di bawah penutup salji, dsb. menyerakkan sebahagian besar sinaran suria. Ini bermakna hanya kira-kira separuh daripada kejadian sinaran pada permukaan mendatar dipantulkan dan mencapai permukaan dinding fasad. Ia boleh dikira bahawa sebagai hasil pantulan, kebarangkalian menggunakan sinaran suria meningkat kira-kira 25%. Keuntungan sedemikian adalah penting, terutamanya pada awal musim bunga, apabila sudut ketinggian matahari di langit meningkat dengan cepat dan, dengan itu, lebih banyak cahaya matahari akan jatuh di permukaan bumi dan dipantulkan daripadanya.

Salji adalah penebat haba semula jadi; 30 cm salji sepadan dengan lapisan bulu mineral setebal 5 cm. Pada musim bunga, salji mencair terlebih dahulu di sebelah selatan, dan oleh itu kawasan permukaan di mana cahaya matahari memasuki rumah hijau meningkat (jika fros pada kaca mencair).

Bekas pengarah Institut Penyelidikan Saintifik Meteorologi, Profesor Rossi, telah membangunkan pilihan yang menarik untuk membina rumah hijau di Lapland. Dalam penyelesaian ini, keadaan iklim Lapland digunakan secara optimum dari segi penyimpanan tenaga suria (untuk pemanasan) dan dari segi melindungi rumah hijau daripada kehilangan angin dan haba.

Separuh selatan langit

Kaedah yang baik untuk menentukan tempoh penebatan rumah hijau adalah seperti berikut: bayangkan anda berdiri di rumah hijau ini dan melihat mengikut arah jam dari timur ke barat dan dari ufuk ke atas. Oleh itu, anda seolah-olah berada di tengah-tengah langit dan rumah hijau, dan di hadapan anda membuka pemandangan separuh selatan langit. Dari musim luruh hingga musim bunga, matahari terbit dan terbenam di zon separuh kubah ini. Pada mana-mana hari dalam tempoh yang dinyatakan, ia bergerak di sepanjang permukaan zon ini dan kelihatan (dalam cuaca tanpa awan) dari pagi hingga petang. Dalam keadaan Finland, matahari tidak pernah bersinar terus dari atas ke bawah, kerana ia diperhatikan di negara-negara selatan berhampiran khatulistiwa (± 23.5 ° lintang utara dan selatan). Walau bagaimanapun, disebabkan oleh penyebaran sinaran suria, contohnya pada hari yang mendung, cahaya memasuki rumah hijau dari semua pihak, malah terus dari atas (Rajah 43). Adalah penting bahawa tumbuhan terdedah kepada cahaya matahari selama mungkin setiap hari, kerana tindak balas fotosintesis tidak berlaku jika cahaya terlalu rendah. Kebanyakan tumbuhan memerlukan jumlah minimum cahaya matahari antara 2,000 dan 3,000 lux untuk menyediakan keadaan pertumbuhan yang memuaskan.

nasi. 42. Pemandangan separuh selatan langit dari rumah hijau tanpa adanya halangan.

nasi. 43. Pemandangan dari rumah hijau ke bahagian selatan langit.

Walaupun dalam kes apabila sebahagian daripada dinding dan siling mencipta penghalang, 50% daripada separuh bahagian selatan langit dibuka.

Pada pertengahan musim sejuk, nilai pencahayaan seperti itu hanya dicapai di udara terbuka pada waktu tengah hari selama kira-kira 1 jam, dan selalunya ini dikecualikan kerana lapisan awan yang tebal. Hanya pada bulan Februari (Oktober) tahap pencahayaan purata yang diingini dicapai untuk masa yang cukup lama (kira-kira dari 09:00 hingga 15:00).

Untuk tumbuh-tumbuhan yang semakin meningkat, cahaya adalah lebih penting daripada suhu, oleh itu, dengan penempatan dan pembentukan rumah hijau yang sesuai, adalah perlu untuk memastikan rumah hijau itu sendiri dan terutamanya tumbuhan menerima jumlah tenaga cahaya yang mencukupi. Sinaran matahari mesti menembusi 1-2 lapisan kaca atau salutan polietilena, jadi keamatan cahaya matahari yang memasuki rumah hijau dikurangkan sebanyak kira-kira 30%. Persekitaran juga selalunya mengandungi bangunan dan tumbuh-tumbuhan yang mencipta naungan dan dengan itu mengurangkan pencahayaan berguna yang disediakan oleh cahaya matahari.

Terdapat dua sebab mengapa rumah hijau tidak disyorkan untuk dibina sepenuhnya daripada bahan telus: pertama, pada hari-hari cerah, terlalu banyak tenaga berseri boleh terkumpul di rumah hijau sedemikian, akibatnya suhu meningkat di sana ke tahap yang tidak boleh diterima; kedua, bahan pemancar cahaya mempunyai sifat penebat haba yang lemah, dan oleh itu kehilangan haba yang besar boleh berlaku.

Untuk mendapatkan hasil akhir yang memuaskan, adalah perlu untuk mengoptimumkan beberapa faktor, seperti orientasi rumah hijau, saiz kawasan kaca shell rumah hijau, bentuk dan kapasiti penyimpanan haba, serta untuk meminimumkan teduhan rumah hijau oleh persekitaran semasa musim sejuk.

Proses ini sangat rumit dan memerlukan bantuan komputer. Berdasarkan pemprosesan automatik maklumat "atk" dan mengambil kira pengalaman praktikal, adalah mungkin untuk merumuskan "peraturan ibu jari" (iaitu, penyelesaian terbaik), mengikut mana kawasan pemancar cahaya salutan rumah hijau hendaklah sedemikian rupa sehingga separuh daripada langit terbuka.

Jika rumah hijau digunakan terutamanya sebagai premis domestik, maka kawasan salutan pemancar cahaya boleh dikurangkan sedikit. Dalam kes ini, adalah penting untuk mencapai suhu yang menggalakkan, iaitu, mengurangkan kehilangan haba, kerana mereka cenderung menggunakan rumah hijau pada musim luruh dan musim bunga pada waktu petang, apabila matahari sudah berada di bawah ufuk. Dalam kes ini, kawasan kecil untuk tumbuh-tumbuhan boleh diatur di kawasan yang terang.

Di titik geografi yang sama pada masa yang berbeza dalam sehari, sinaran matahari jatuh ke bumi pada sudut yang berbeza. Dengan mengira sudut ini dan mengetahui koordinat geografi, masa astronomi boleh dikira dengan tepat. Kesan sebaliknya juga mungkin. Dengan bantuan kronometer yang menunjukkan masa astronomi yang tepat, anda boleh georujuk titik.

Anda perlu

- gnomon;
- pembaris;
- permukaan mendatar;
- paras cecair untuk membentuk permukaan mendatar;
- kalkulator;
- jadual tangen dan kotangen.

Arahan

Cari permukaan mendatar yang ketat. Semak dengan tahap. Kedua-dua gelembung dan peranti elektronik boleh digunakan. Jika anda menggunakan paras cecair, gelembung harus betul-betul di tengah. Untuk kemudahan kerja selanjutnya, pasangkan sehelai kertas di permukaan. Adalah lebih baik menggunakan kertas graf dalam kes ini. Sebagai permukaan mendatar, anda boleh mengambil kepingan papan lapis tebal dan tahan lama. Ia tidak sepatutnya mempunyai kemurungan dan benjolan.
Lukiskan titik atau pangkah pada kertas graf. Pasang gnomon secara menegak supaya paksinya bertepatan dengan tanda anda. Gnomon ialah rod atau tiang yang dipasang secara menegak. Bahagian atasnya mempunyai bentuk kon tajam.
Letakkan titik kedua pada titik akhir bayang-bayang gnomon. Tentukan ia sebagai titik A, dan yang pertama - sebagai titik C. Anda harus mengetahui ketinggian gnomon dengan ketepatan yang mencukupi. Lebih besar gnomon, lebih tepat hasilnya.
Ukur jarak dari titik A ke titik C dalam apa jua cara yang anda boleh. Sila ambil perhatian bahawa unit ukuran adalah sama dengan ketinggian gnomon. Jika perlu, tukar kepada unit yang paling mudah.
Pada helaian kertas yang berasingan, lukis lukisan menggunakan data yang diperolehi. Dalam lukisan, anda harus mendapatkan segi tiga bersudut tegak, di mana sudut tepat C ialah lokasi gnomon, kaki CA ialah panjang bayang-bayang, dan kaki CB ialah ketinggian gnomon.
Kira sudut A menggunakan tangen atau kotangen menggunakan formula tgA=BC/AC. Mengetahui tangen, tentukan sudut sebenar.
Sudut yang terhasil ialah sudut antara permukaan mendatar dan pancaran matahari. Sudut tuju ialah sudut antara serenjang yang jatuh ke permukaan dan rasuk. Iaitu, ia bersamaan dengan 90º-A.

Memo untuk menyelesaikan masalah mengenai topik "Bumi sebagai planet sistem suria"

Untuk melaksanakan tugas untuk menentukan ketinggian Matahari di atas ufuk pada pelbagai titik yang terletak pada selari yang sama, adalah perlu untuk menentukan meridian tengah hari menggunakan data pada masa meridian Greenwich. Meridian tengah hari ditentukan oleh formula:

(12 jam - Masa meridian Greenwich) * 15º - jika meridian berada di Hemisfera Timur;

(Waktu meridian Greenwich - 12 tengah hari) * 15º - jika meridian berada di Hemisfera Barat.

Semakin dekat meridian yang dicadangkan dalam tugas itu dengan meridian tengah hari, semakin tinggi Matahari akan berada di dalamnya, semakin jauh - semakin rendah.

Contoh1. .

Tentukan di antara titik yang ditunjukkan oleh huruf pada peta Australia, pada 21 Mac, matahari akanpaling atas di atas ufuk pada 5 pagi waktu suria GMT. Tuliskan rasional jawapan anda.

Jawab. Pada titik A

Titik A lebih dekat daripada titik lain ke meridian tengah hari (12 - 5) * 15º \u003d 120º Timur.

Contoh2. Tentukan di antara titik yang ditunjukkan oleh huruf pada peta Amerika Utara Matahari akan berada di bawah segala-galanya di atas ufuk pada 18:00 GMT. Tuliskan alasan anda.

Jawab. Pada titik A (18-12)*15º =90 º

2. Untuk menyelesaikan tugas untuk menentukan ketinggian Matahari di atas ufuk pada pelbagai titik yang tidak selari yang sama, dan apabila terdapat petunjuk hari musim sejuk (22 Disember) atau musim panas (22 Jun) solstis, awak perlu

ingat bahawa Bumi bergerak melawan arah jam dan semakin timur titiknya, semakin awal Matahari akan terbit di atas ufuk .;

untuk menganalisis kedudukan titik yang ditunjukkan dalam tugasan berbanding dengan bulatan kutub dan kawasan tropika. Sebagai contoh, jika soalan mengandungi petunjuk hari - 20 Disember, ini bermakna hari yang hampir dengan hari solstis musim sejuk, apabila malam kutub diperhatikan di wilayah utara Bulatan Artik. Ini bermakna semakin jauh ke utara titik itu terletak, semakin lewat Matahari akan naik di atas ufuk, semakin jauh ke selatan, semakin awal.

Tentukan di antara titik yang ditunjukkan oleh huruf pada peta Amerika Utara, pada 20 Disember, Matahari pertama sekali pada waktu meridian Greenwich akan naik di atas ufuk. Tuliskan alasan anda.

Jawab. Pada titik C.

Titik A terletak di sebelah timur titik C, dan titik C berada di utara (20 Disember, semakin pendek hari, semakin dekat dengan kutub utara).

Tentukan yang manakah selari: 20° U, 10° U, di khatulistiwa, 10° S, atau 20° S. - adakah terdapat tempoh maksimum hari pada hari Bumi berada di orbit dalam kedudukan yang ditunjukkan dalam rajah dengan nombor 3? Wajarkan jawapan anda.

Jawab.Tempoh maksimum ialah pada latitud 20 S.

Pada titik 3, Bumi berada pada hari solstis musim sejuk - 22 Disember, dalam keadaan siang yang lebih panjang - Hemisfera Selatan. Titik A menduduki kedudukan paling selatan.

Pada persamaan manakah yang ditunjukkan dalam rajah dengan huruf, pada 22 Disember, waktu siang adalah paling singkat?

4. Untuk menentukan latitud geografi kawasan tersebut, pergantungan sudut tuju sinaran matahari terhadap latitud kawasan diambil kira. Pada hari-hari ekuinoks(21 Mac dan 23 September), apabila sinaran Matahari jatuh secara menegak di khatulistiwa, formula digunakan untuk menentukan latitud geografi:

90 º - sudut tuju sinar matahari = latitud kawasan (utara atau selatan ditentukan oleh bayang-bayang yang dilemparkan oleh objek).

Pada hari-hari solstis (22 Jun dan 22 Disember), mesti diambil kira bahawa sinaran Matahari jatuh secara menegak (pada sudut 90º) di kawasan tropika (23.5). º N dan 23.5º S). Oleh itu, untuk menentukan latitud kawasan di hemisfera bercahaya (contohnya, 22 Jun di Hemisfera Utara), formula digunakan:

90º- (sudut tuju sinar matahari - 23.5º) = latitud kawasan

Untuk menentukan latitud kawasan di hemisfera tidak bercahaya (contohnya, 22 Disember di Hemisfera Utara), formula digunakan:

90º - (sudut tuju sinar matahari + 23.5º) = latitud kawasan

Contoh1.

Tentukan koordinat geografi titik jika diketahui bahawa pada hari ekuinoks matahari tengah hari berada di atas ufuk pada ketinggian 40º (bayangan objek jatuh ke utara), dan waktu tempatan mendahului waktu meridian Greenwich sebanyak 3 jam. Tuliskan pengiraan dan penaakulan anda

Jawab. 50 º U, 60 º E

90 º - 40 º = 50 º ( NL , kerana bayang objek jatuh ke utara di hemisfera utara)

(12-9)x15 =60º ( o.d. , kerana waktu tempatan mendahului Waktu Min Greenwich, jadi titiknya terletak di sebelah timur)

Contoh2.

Tentukan koordinat geografi titik yang terletak di Amerika Syarikat, jika diketahui bahawa pada 21 Mac pada pukul 17 dalam waktu suria meridian Greenwich pada titik ini adalah tengah hari dan Matahari berada pada ketinggian 50 ° di atas ufuk. Tuliskan alasan anda.

Jawab. 40ºU, 75ºW

90 º -50 º =40 º ( NL -kerana USA berada di hemisfera utara

(17j -12j)*15 = 75º (h.d., kerana ia terletak dari meridian Greenwich ke barat untuk 3 zon waktu)

Contoh3.

Tentukan latitud geografi tempat itu jika diketahui pada 22 Jun tengah hari Matahari berada di atas ufuk pada ketinggian 35º NL Catatkan pengiraan anda.

Jawab.78,5 º NL

90 º -(35 º -23.5 º ) = 78.5 s.l.

5. Untuk menentukan meridian (longitud geografi kawasan), di mana titik itu terletak, mengikut masa meridian Greenwich dan waktu solar tempatan, adalah perlu untuk menentukan perbezaan masa di antara mereka. Contohnya, jika waktu tengah hari (12:00) di meridian Greenwich, dan waktu suria tempatan pada titik yang ditentukan ialah 8:00, perbezaan (12-8) ialah 4 jam. Panjang satu zon waktu ialah 15º. Untuk menentukan meridian yang dikehendaki, pengiraan ialah 4 x 15º = 60º. Untuk menentukan hemisfera di mana meridian tertentu terletak, anda perlu ingat bahawa Bumi berputar dari barat ke timur (lawan arah jam). Jadi, jika masa meridian Greenwich lebih besar daripada pada titik tertentu, titik itu berada di Hemisfera Barat (seperti dalam contoh yang dicadangkan). Jika masa meridian Greenwich kurang daripada titik yang diberikan, titik itu berada di Hemisfera Timur.

Contoh.

Pada meridian manakah titik itu terletak, jika diketahui bahawa pada waktu tengah hari mengikut waktu meridian Greenwich, waktu suria tempatan ialah 16 jam di dalamnya? Tuliskan alasan anda.

Jawab. Titiknya adalah pada meridian 60º o.d.

16j. -12j. = 4 jam (perbezaan masa)

4x15 º = 60 º

Longitud timur, kerana pada titik 16.00, ketika masih 12.00 di Greenwich (iaitu titik terletak di sebelah timur)

Untuk menjadi maksimum adalah sangat penting orientasi dan sudut pengumpul. Untuk menyerap jumlah maksimum, satah pengumpul suria mestilah sentiasa berserenjang dengan sinaran matahari. Walau bagaimanapun, matahari bersinar di permukaan bumi bergantung pada masa hari dan tahun. sentiasa pada sudut yang berbeza. Oleh itu, untuk pemasangan pengumpul suria, perlu mengetahui orientasi optimum di ruang angkasa. Untuk menilai orientasi optimum pengumpul, putaran Bumi mengelilingi Matahari dan sekitar paksinya, serta perubahan jarak dari Matahari, diambil kira. Untuk menentukan kedudukan atau, perlu mengambil kira parameter sudut asas:

Latitud tapak pemasangan φ;

Sudut setiap jam ω;

Sudut deklinasi suria δ;

Sudut kecondongan kepada ufuk β;

Azimuth α;

Latitud tapak pemasangan(φ) menunjukkan sejauh mana tempat itu berada di utara atau selatan khatulistiwa, dan membuat sudut dari 0 ° hingga 90 °, dikira dari satah khatulistiwa ke salah satu kutub - utara atau selatan.

sudut jam(ω) menukarkan masa suria tempatan kepada bilangan darjah yang dilalui matahari merentasi langit. Mengikut definisi, sudut jam ialah sifar pada tengah hari. Bumi berputar 15° dalam satu jam. Pada waktu pagi sudut matahari adalah negatif, pada waktu petang ia adalah positif.

Sudut deklinasi matahari(δ) bergantung kepada putaran Bumi mengelilingi Matahari, memandangkan orbit putaran mempunyai bentuk elips dan paksi putaran itu sendiri juga condong, sudut berubah sepanjang tahun dari 23.45° kepada -23.45°. Sudut deklinasi menjadi sama dengan sifar dua kali setahun pada hari-hari ekuinoks musim bunga dan musim luruh.

Deklinasi matahari untuk hari tertentu ditentukan oleh formula:

Condongkan ke kaki langit(β) terbentuk antara satah mengufuk dan panel solar. Sebagai contoh, apabila dipasang pada bumbung yang condong, sudut kecondongan pemungut ditentukan oleh cerun cerun bumbung.

Azimuth(α) mencirikan sisihan satah penyerap pengumpul dari arah selatan, apabila pengumpul suria berorientasikan tepat ke selatan, azimut = 0°.

Sudut tuju sinar matahari pada permukaan yang berorientasikan sewenang-wenangnya, mempunyai nilai azimut tertentu α dan sudut kecondongan β, ditentukan oleh formula:

Jika dalam formula ini kita menggantikan nilai sudut β dengan 0, maka kita mendapat ungkapan untuk menentukan sudut tuju sinar matahari pada permukaan mendatar:

Keamatan fluks sinaran suria untuk kedudukan tertentu panel penyerap di angkasa dikira dengan formula:

Di mana J s dan J d ialah keamatan fluks kejadian sinaran suria langsung dan resap pada permukaan mendatar, masing-masing.

Pekali kedudukan pengumpul suria untuk sinaran suria langsung dan meresap.

Untuk memastikan bahawa jumlah maksimum (sepanjang tempoh anggaran) tenaga suria mencapai penyerap, pengumpul dipasang dalam kedudukan condong dengan sudut kecenderungan optimum ke ufuk β, yang ditentukan oleh kaedah pengiraan dan bergantung pada tempoh penggunaan sistem suria. Dengan orientasi selatan pengumpul untuk sistem suria sepanjang tahun β = φ, untuk sistem suria bermusim β = φ–15°. Kemudian formula akan mengambil bentuk, untuk sistem suria bermusim:

Untuk sepanjang tahun:

Pengumpul suria berorientasikan ke selatan dan dipasang pada sudut 30° hingga 65° berbanding ufuk, membolehkan anda mencapai nilai penyerapan maksimum. Tetapi walaupun di bawah sisihan tertentu dari keadaan ini, ia boleh menjana jumlah tenaga yang mencukupi. Pemasangan sudut rendah adalah lebih cekap jika pengumpul suria atau tatasusunan suria tidak boleh diorientasikan ke selatan.

Sebagai contoh, jika panel solar berorientasikan ke barat daya, dengan azimut 45° dan sudut kecondongan 30°, maka sistem sedemikian akan dapat menyerap sehingga 95% daripada jumlah maksimum sinaran suria. Atau, apabila berorientasikan timur atau barat, sehingga 85% tenaga boleh dihantar kepada pengumpul apabila panel dipasang pada sudut 25-35°. Sekiranya sudut kecenderungan pengumpul lebih besar, maka jumlah tenaga yang memasuki permukaan pengumpul akan lebih seragam, untuk menyokong pemanasan, pilihan pemasangan ini lebih cekap.

Selalunya orientasi pengumpul suria bergantung kepada, pengumpul dipasang di atas bumbung bangunan, jadi sangat penting pada peringkat reka bentuk untuk mengambil kira kemungkinan pemasangan optimum pengumpul.