Погода на Сахалине из Норвегии

Южно-Сахалинск и Сахалинская область

 

3. Радиационный и световой режим

3.1. Продолжительность солнечного'сияния

Время в течение суток (месяца, года), когда светит солнце i (не скрытое облаками, туманом, мглой), характеризует продолжительность солнечного сияния, которая выражается в часах (см. табл. 7 приложения). Эта характеристика учитывается при строительстве различного рода сооружений, планировке городов, в сельском хозяйстве, а также при использовании энергии солнца для отопления жилых домов и нагрева воды-.

Продолжительность солнечного сияния на метеорологических станциях регистрируется гелиографом и зависит от длины дня, облачности и закрытости горизонта. Длина дня определяется широтой места. От широты места зависит и возможная продолжительность солнечного сияния (продолжительность солнечного сияния при безоблачном небе). Фактическая продолжительность солнечного сияния в большей степени зависит от распределения облачности.

Режим солнечного сияния определяется фактическим чис лом часов солнечного сияния, отношением фактической продолжительности солнечного сияния к теоретически возможной (в процентах) и числом дней без солнца.

Для рассматриваемой широты высота солнца в полдень достигает 50—60° летом и 18—28° зимой (рис. 7). Продолжительность светлой части суток составляет 15— 16 ч летом и 8—9 ч зимой (рис. 8, см. табл. 7 приложения).

Южно-Сахалинск с точки зрения действительной продолжительности солнечного сияния расположен в наиболее выгодных условиях. Защищенность Сусунайской низменности с запада и востока горами обусловливает относительно устойчивую ясную погоду, особенно во второй половине зимы.

В течение года число дней без солнца колеблется от трех до семи за месяц и в среднем составляет 60 дней за год. Переходные сезоны характеризуются наименьшим числом дней без солнца (табл. 13). Наибольшая вероятность пасмурного неба наблюдается летом.

Годовая продолжительность солнечного сияния в Южно- Сахалинске составляет в среднем 1828 ч, максимум приходится на май, что связано с уменьшением облачности, обусловленной сменой атмосферной циркуляции. За три зимних месяца (декабрь—февраль) продолжительность солнечного сияния составляет 347 ч, т. е. всего 18 % от годовой.

Рис. 7. Высота солнца в различные часы суток на широте Южно-Сахалинска при различных склоне-- киях солнца,

Рис. 8. Продолжительность дня и ночи в Южно- Сахалинске.

Продолжительность солнечного сияния х (ч ) и число дней п без солнца

Отношение наблюдавшейся продолжительности солнечного сияния к возможной наибольшее зимой (54% ) и наименьшее летом (35% ) (табл. 13).

В годовом ходе наибольшая непрерывная продолжительность солнечного сияния (14— 16 ч) наблюдается в июне— июле, но ее повторяемость составляет всего 2 % от всех случаев с непрерывной продолжительностью солнечного сияния. Максимальная непрерывная продолжительность солнечного сияния чаще всего (33—35 %) составляет 6—8 ч и наблюдается в январе и феврале (см. табл. 9 приложения).

В суточном ходе продолжительность солнечного сияния в течение всего года больше во второй половине дня — 52— 58 % (см. табл. 10 приложения).

Продолжительность солнечного сияния значительно изменяется в условиях города. Исследования, проведенные в ряде городов, показали уменьшение продолжительности солнечного сияния вследствие увеличения закрытости горизонта, особенно в зимнее время, когда солнце поднимается невысоко, кроме того сказывается наличие пыли и дыма в атмосфере.

Облучение солнечной радиацией стен зданий в значительной степени определяется местной закрытостью горизонта, которая особенно велика в условиях городской застройки.

В табл. 14 приведены данные по возможной дневной продолжительности солнечного сияния на 15-е число каждого месяца для стен зданий различной ориентации.

Возможная продолжительность солнечного сияния (ч мин) на 15-е число каждого месяца для стен различной ориентации

Однако, учитывая, что фактическая продолжительность солнечного сияния после полудня больше дополуденной, то западные стены имеют лучшие условия облучения, чем восточные.

В отдельные годы возможны значительные отклонения продолжительности солнечного сияния от средних многолетних величин. Так, в 1964 г. годовая сумма продолжительности солнечного сияния достигала максимальной величины за период наблюдений и составила 2095 ч, в 1942 г. годовая продолжительность солнечного сияния была меньше средней многолетней на 275 ч.

3.2. Составляющие радиационного баланса

Солнечная радиация является одним из основных климатообразующих факторов, велика ее роль в формировании климата и микроклимата города. Солнечная радиация, поступающая на застроенную территорию, претерпевает более сложную трансформацию, чем поступающая на естественную земную поверхность. На степень поглощения и перераспределения потока радиации в городе большое влияние оказывают различно ориентированные поверхности зданий.

Для изучения общих закономерностей радиационного режима города использованы результаты наблюдений ГМС Южно-Сахалинск за период 10— 15 лет.

В целях микроклиматического изучения радиационного режима города в течение 1975, 1976 гг. и первого полугодия 1977 г. (всего 190 измерений) проводились наблюдения над суммарной, рассеянной и отраженной радиацией и альбедо подстилающей поверхности в двух основных пунктах города: пл. Ленина и турбаза «Горный Воздух». Кроме того, проводились эпизодические наблюдения по маршруту Новоалександровск—Хомутово.

Наблюдения на пл. Ленина и по ул. Ленина характеризуют радиационный режим центрального и северо-западного районов города, где расположено много промышленных предприятий и основной неблагоустроенный жилой фонд, а наблюдения на турбазе «Горный Воздух» ориентировочно характеризуют восточные районы и парковую зону города.

Суммарная, рассеянная и отраженная радиации в пунктах наблюдений измерялась походным альбедометром, По данным наблюдений отраженной (R/:) и суммарной (Q) радиаций определено альбедо (Af;) подстилающей поверхности (в процентах)

 

 

Альбедо характеризует отражательную способность подстилающей поверхности.

Радиационный режим города определялся на основе сопоставления материалов актнмометрическнх наблюдений на гидрометстанции Южно-Сахалинск и данных наблюдений в различных частях города. В комплекс наблюдений на гидрометстанции входят измерения прямой, суммарной и рассеянной радиаций, приходящих к земной поверхности, и отраженной радиации от земной поверхности и вычисление альбедо подстилающей поверхности.

Загрязнение атмосферы над городом вследствие хозяйственной деятельности человека уменьшает приток солнечной радиации к поверхности земли.

На основании проведенных исследований [16, 25, 41] установлено, что под влиянием города возможны следующие изменения характеристик радиационного режима:

а) снижение интенсивности прямой солнечной радиации на 10—25% , а в зимнее время до 50% . Причем основное снижение происходит в нижнем приземном слое воздуха толщиной 50—500 м;

б) изменение альбедо городских поверхностей и участков городской застройки по сравнению с естественными ландшафтами летом в среднем на 10 %, зимой — 30—40 %;

в) снижение радиационного баланса на 10—20% , суммарной радиации до 10 % по сравнению с соответствующими величинами за городом. Величина рассеянной радиации в городах существенно не изменяется [8].

Прямая радиация. Приход прямой солнечной радиации определяется высотой солнца, свойствами атмосферы и режимом облачности.

При актинометрических наблюдениях измеряют интенсивность прямой солнечной радиации, приходящей на перпендикулярную поверхность (S). Прямая радиация на горизонтальную поверхность (5') может быть рассчитана по формуле:

 

где h — высота солнца в момент наблюдений. На приход солнечной радиации оказывает большое влияние облачность, характер которой определяется своеобразной атмосферной циркуляцией над югом Сахалина.

В Южно-Сахалинске и его окрестностях, защищенных от морских ветров горами с запада и востока, устойчивая ясная погода наблюдается чаще, чем на побережьях.

Дневной ход интенсивности прямой радиации при безоблачном небе аналогичен ходу высоты солнца над горизонтом с максимумом в околополуденные часы (см. табл. 11 приложения). На суточный ход радиации оказывает влияние прозрачность атмосферы, что хорошо проявляется в условиях ясного неба. Загрязняющее влияние города в условиях Южно-Сахалинска в первую половину дня оказывается большим, чем во вторую половину дня. Поэтому изменение прямой радиации при ясном небе в течение дня несимметрично относительно полудня.

 Рис. 9. Коэффициент прозрачности атмосферы Р. 1 — Южно-Сахалинск, 2 — Южно-Курильск