СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА И АКТИВНОСТЬ СОЛНЦА

Наибольшее значение для геосфер Земли имеет солнечная энергия, которая возбуждает движение атмосферы и океанических течений, поддерживает все жизненные процессы. Каменный уголь и нефть есть не что иное, как солнечная ископаемая энергия. Поток речной воды, сбегающий вниз к морю, рожден солнечным теплом, которое испарило воду с океана. Солнечная энергия воспринимается автотрофными организмами и обусловливает возможность трансформации ими неорганической субстанции: горных пород, минералов, элементов, входящих в состав воды и воздуха, в органическое живое вещество. Солнечная энергия имеет решающее значение в жизни экосистем.

Каждую секунду Солнце излучает примерно 4 -10²⁶ Дж, причем вся энергия приходится на длины волн между 0,2 и 4 мкм. Около 40% энергии попадает на видимую часть спектра (0,4—0,67 мкм). При этом на долю Земли приходится весьма ничтожная, примерно одна двухмиллиардная, часть энергии Солнца. Средний поток энергии Солнца на расстоянии среднего радиуса орбиты Земли называется солнечной постоянной, имеющий величину 1,376 кВт/м². Этого достаточно, чтобы с диска диаметром в 1 м в космосе собрать солнечную энергию, которая обеспечит работу электронагревателя в 1 кВт. Прямой перевод солнечной энергии в электрическую посредством солнечных кремниевых батарей позволяет обеспечивать постоянную работу множества приборов на Земле и жизнь орбитальных космических комплексов.

Так как орбита Земли является эллиптической, то приходящая энергия испытывает сезонные вариации ±3,5%. Земля наиболее близко подходит к Солнцу 3 января и более всего удалена от него 5 июля. Среднее количество энергии, получаемое единицей площади поверхности Земли в единицу времени, составляет 344 Вт/м². Не вся энергия, поступающая на Землю, поглощается. Часть ее, называемая альбедо, отражается или рассеивается, безвозвратно уходя в пространство, так что поглощаемый поверхностью Земли средний поток энергии равен 240 Вт/м². Альбедо в среднем составляет около 100 Вт/м². Оно очень сильно зависит от облачности и характера земной поверхности. Высокая облачность, в частности так называемые серебристые облака, также отражает часть приходящей к Земле солнечной энергии. Свежевыпавший снег отражает 95%, а влажный чернозем — всего 8%.

Наклон земной оси на 23,5° и вращение Земли приводят к сезонному и широтному изменению в распределении приходящего потока энергии от Солнца. Так, если бы земная ось была перпендикулярна плоскости орбиты Земли, то везде продолжительности дня и ночи были бы равны, а на полюсе Солнце всегда оставалось у горизонта. Но это не так, поэтому в районе полюсов можем наблюдать полярную ночь или день. По мере продвижения от экватора к полюсу полуденное Солнце будет все ниже, и количество тепла, падающего на квадратный метр поверхности Земли, будет уменьшаться. Поэтому на высоких широтах холоднее, а в экваториальных областях всегда лето.