Дневная освещенность

Прямой и рассеянный солнечный свет, достигая земной поверхности, отражаются от нее и поступают назад в атмосферу. Здесь они снова участвуют в рассеянии, и часть их снова возвращается к земной поверхности, увеличивая ее освещенность.

Роль каждого из рассматриваемых источников, величина его вклада в общую освещенность определяются временем суток (положением Солнца на небосводе), облачностью, прозрачностью атмосферы и отражательной способностью (альбедо) подстилающей земной поверхности. Поскольку в нашу задачу не входит подробное рассмотрение этих вопросов, ограничимся приведением самых общих характеристик.

В освещении Земли в дневные часы участвуют все три названных источника. При ясном или малооблачном небе ведущая роль принадлежит Солнцу. Диапазон изменения освещенности прямым солнечным светом необычайно велик: от нуля в моменты восхода и захода Солнца до нескольких десятков тысяч люкс (и даже до 100 тыс. лк) около полудня. Освещенность рассеянным светом в течение дня изменяется значительно меньше. Она составляет около 500 лк в моменты, близкие к восходу или заходу, и не превышает в среднем 13 - 15 тыс. л к в околополуденные часы при безоблачном небе.

На освещенность рассеянным светом большое влияние оказывают облака - их количество, форма, расположение на небосводе. Облака высоко-кучевые, слоисто-кучевые или просто кучевые, покрывающие все или значительную часть неба, но при солнечном диске свободном от облаков и при больших высотах Солнца могут в два-три раза и более увеличить освещенность рассеянным светом. В то же время низкие плотные облака слоистых форм (слоисто-дождевые, слоистые и другие) при малых высотах Солнца уменьшают освещенность в несколько раз, как это наблюдается, например, в зимние месяцы в арктических районах. Вклад в освещенность отраженного светового потока определяется величиной альбедо подстилающей поверхности. У различных почвенных и растительных покровов альбедо обнаруживает большую изменчивость. Его величина колеблется от 6 - 10 до 30 - 40%.

Наибольшее влияние на увеличение освещенности земной поверхности оказывает снежный покров. Альбедо сухого свежевыпавшего снега приближается к 100%. Правда, у загрязненного и влажного снега оно снижается почти до 30%. Отраженный от снежного покрова световой поток способствует увеличению освещенности рассеянным светом. Вспомните, насколько светлее и чище становится вокруг, когда на Землю ложится первый снег.

Наиболее значительное увеличение освещенности за счет отражения от снежного покрова происходит при наличии слоистообразных форм облаков при больших высотах Солнца. В этих условиях рассеянный световой поток, прошедший через облако и достигший Земли, многократно отражаясь от поверхности снега и нижней кромки облаков, может увеличить освещенность рассеянным светом в два-три раза. Такие условия имеют место в арктических районах летом. В средних широтах, например в Ленинграде, облака летом увеличивают освещенность в среднем на 50 - 60%, а зимой, наоборот, уменьшают ее на 20%. Это объясняется тем, что летом в Ленинграде высоты Солнца большие и преобладают облака кучевых форм, увеличивающие освещенность. Зимой же и высоты Солнца малые и чаще всего наблюдаются облака слоистых форм, уменьшающие освещенность.

Освещенность прямыми солнечными лучами и рассеянным светом вместе составляют суммарную освещенность.