Как найти лучистую энергию

Have you at any point thought about how soil helps in promoting the growth of plants? Soil assimilates energy and the light and heat absorption warms seeds and roots in the soil to promote growth also plants can saddle and use light energy in a process called photosynthesis. They assimilate the energy from daylight into useful chemical energy contained in molecules within their cells. Creatures can get a portion of this substance energy as food by eating plants, or by eating creatures that eat different creatures or plants, and this energy from the sun is called Radiant energy.

What is Radiant Energy?

Radiant energy is the energy that travels by waves or particles, especially electromagnetic radiation such as gamma rays, x-rays, radio frequencies, microwaves, light, and heat which might be portrayed with regards to either discrete packets of energy, called photons, or consistent electromagnetic waves. Radiant energy is also known as electromagnetic radiation (EMR).

Not all radiant energy is apparent. Only photons inside a tiny scope of energies should be visible to individuals, normally known as visible light. Photons with lower energies are found in microwaves, radio waves, and infrared radiation. Photons with higher energies are found in bright beams, x-beams, and gamma beams.Radiant energy is one of the forms whose particles can move within a vacuum quite efficiently.

Basically whatever has a temperature emits radiant energy. A few instances of radiant energy include:

• The hotness is transmitted from an open-air fire.
• A surface warmed by the sun changes over the energy of the light into infrared energy which is a type of radiant energy.
• Sound transmissions that come to home or vehicles through radio waves.
• The heat is generated by a light bulb.
• The heat is emitted from a bunsen burner, computer, and washing machine.
• Heat is created from a stove or oven.
• Heat is generated through the reflection of visible light.
• Naturally occurring radiant energy includes Gamma rays, Radio waves, Heat caused by friction, and Ultraviolet light.
• Thermal energy stations use radiation to bubble water driving steam turbines.
• Sun-based power(solar power) harvests radiant energy conveyed by the light from our sun by changing it over it into electricity.
• Radioisotope thermal generators utilize radiant energy from a radioactive source to gather heat or even make power.
• Radiant energy and its ways of behaving have been bridled in numerous creations from the light bulb to the huge hadron collider.

Formula for Radiant Energy 

The Radiant heat energy is a thought which is fairly more well-made sense of by Stefan’s Boltzmann law. This regulation clarifies how the heat is transmitted!

It states that the amount of heat that is radiated (E) by a flawless black body for a second in a provided unit area is directly related to the fourth power of its absolute temperature (T).

The Radiant heat energy formula is,

E α T⁴

or 

E = σ T⁴

where 

• σ is Stefan’s constant (5.67 × 10 W/m²/K⁴),
• E is the Radiant energy.
• T is the Absolute temperature.

The SI unit of radiant energy is Joule (J).

Sample Questions 

Question 1: Assuming the temperature of the Sun was to increment from T to 3T, then the proportion of the radiant energy got on Earth to what it recently was?

Answer: 

Given that, 

Temperature is equal to 3T.

Here we have to find the Proportion of radiant energy.

The formula for Radiant energy is 

E = σ T⁴

E₂ = σ(3T)⁴

E/E₂ = σ T⁴/σ81T⁴

E/E₂ = 1/81

Hence, the proportion of the radiant energy got on Earth to what it recently is 1:81.

Question 2: The temperature of the fire in a heater is 2300 K, find the total radiant energy transmitted/m².

Answer:

Given that, 

The temperature is equal to 2300K.

Here we have to find the Radiant energy.

The formula for Radiant energy is 

E = σ T⁴

Since, σ = 5.67 × 10⁻⁸.

E = 5.67 × 10⁻⁸ × (2300)⁴

= 5.67 × (2300/100)⁴  

= 0.16 × 10⁷ 

Thus, the radiant energy is 0.16 × 10⁷ W/m².

Question 3: The surface temperature of the mars in the wintertime is 70 F. Figure the radiant energy for the 1 m² region.

Answer: 

Given that, 

The temperature is equal to 70°F.

The formula for Radiant energy is,

E = σ T⁴

Fahrenheit to kelvin formula is, 

(T)K = 5/9 [(T)F + 459.67]

(T)F = 70 F

(T)K = 5/9 [70 + 459.67] = 294.261 K

E = σ T⁴

Since, σ = 5.67 × 10⁻⁸

E = (5.67 × 10⁻⁸ ) × (294.26)⁴ 

= 425.11

Thus, the radiant energy is 425.11 W/m².

Question 4: The amount of power radiated by one square meter of the earth’s surface in 2021 is 319.58 W/m². Compute the temperature on earth’s surface temperature in Celsius.

Answer:

Given that, the Power radiated by one square meter (E) is 319.58 W/m².

Here we have to find the Temperature in Celsius.

The formula for the Radiant energy is,  

E = σ T⁴

Since, E = 319.58 W/m² and σ = 5.67 × 10⁻⁸ 

Therefore, 

T⁴ =  E/σ

319.58/5.67 × 10⁻⁸ = 5.636 × 10⁹

T(K) =  274 K

Celsius to kelvin : C = K – 273.15

C = 274 – 273.15 = 0.85

Thus the temperature is 0.85°C.

Question 5: The radiant energy from the sun, episode regularly at the outer layer of the earth, is 35 kcal/m² min. What might have been the radiant energy episode regularly on the earth, assuming the sun had a temperature one-half of the present one?

Answer:

Given that, the Radiant energy (E) is 35 kcal/m² min.

To find the sun’s temperature is one-half of the present one.

The formula for the Radiant energy is,

E = σ T⁴

As the temperature is one-half of the present one.

E₂ = σ(0.5T)⁴

Radiation falling on the earth will be relative to radiation being transmitted.

E/E₂  = σ T⁴/σ(0.5T)⁴

35/E₂ = 1/0.0625

E₂ = 35 × 0.0625 = 2.1875

Thus, the radiant energy is 2.1875 kcal/m² min.

Last Updated :
28 Apr, 2022

Like Article

Save Article

Основные законы лучистой энергии

Каждое
тело в природе является источником
лучистой энергии. Излучательной
способностью тела Е
называется количество энергии определенной
длины волны К,
испускаемое в единицу времени единицей
поверхности тела. Она зависит от природы
тела, его абсолютной температуры и длины
волны.

Лучистая
энергия, падающая на какое-либо тело,
частично поглощается им и частично
отражается. Тело, поглощающее всю
падающую на него лучистую энергию,
называется абсолютно черным. В природе
таких тел не существует, но для
коротковолновой радиации к абсолютно
черному телу наиболее близки сажа и
платиновая чернь, а для инфракрасного
излучения — снег.

Тело,
отражающее всю падающую на него энергию,
называется зеркальным. Таких тел в
природе тоже не существует. Число,
показывающее, какая часть падающей на
тело лучистой энергии с длиной волны 
поглощается им, называется его
поглощательной способностью К_.

3акон
Кирхгофа.
Отношение излучательной способности
тела к его поглощательной способности
есть величина, постоянная для всех тел
и равная излучательной способности Є
абсолютно черного тела при той же
температуре:

Е/ К_=
Є

Из формулы
следует, что излучательная способность
тела пропорциональна его поглощательной
способности.

Из
закона Кирхгофа следует, что если при
заданной температуре тело излучает
лучистую энергию какой-либо длины волны,
то при этой температуре оно и поглощает
лучистую энергию этой же длины волны.

Закон
Стефана — Больцмана.
Полная излучательная способность
черного тела Є пропорциональна четвертой
степени его абсолютной температуры:

Є =Т⁴

где
—
постоянная Стефана—Больцмана;
Т—температура
излучающей поверхности, В СИ =5,67
10¹¹
кВт/(м² К⁴).

Полная
излучательная способность естественных
поверхностей несколько меньше
излучательной способности абсолютно
черного тела. Поэтому закон Стефана—Больцмана
применительно к естественным поверхностям
выражается соотношением

Е = Т⁴

где
—относительный
коэффициент излучения.

Закон
Вина.
Произведение длины волны _m,
которой соответствует максимальная
излучательная способность тела, на его
абсолютную температуру Т
есть величина постоянная:

_m
Т=2898 мкм К

Эта
формула позволяет найти температуру
тела, если известна длина волны,
соответствующая максимальной излучательной
способности этого тела. И наоборот,
можно определить, какова длина волны,
на которую в излучении тела при заданной
температуре приходится наибольшая
энергия.

Спектральный
состав солнечной радиации

1.
Выше было сказано, что солнечная радиация
относится почти целиком к коротковолновой
радиации, т. е. ее длины волн заключаются
между 0,1 и 4 мкм. На этот интервал длин
волн приходится 99% всей лучистой энергии
Солнца, Всего 1 % остается на радиацию с
меньшими и большими длинами волн, вплоть
до рентгеновых лучей и радиоволн.

Видимый
свет занимает в солнечной радиации
узкий интервал длин волн всего от 0,40 до
0,75 мк,. Однако в этом интервале заключается
почти половина всей лучистой энергии
Солнца (4,6%). Почти столько же (47 %) приходится
на инфракрасные лучи и всего 7% —на
ультрафиолетовые.

2.
Распределение энергии в спектре солнечной
радиации (т. е. по длинам волн) до
поступления ее в атмосферу можно
приближенно найти путем экстраполяции
результатов наземных наблюдений. Это
распределение достаточно близко к
теоретически полученному распределению
энергии в спектре абсолютно черного
тела при температуре 6000°. Максимум
лучистой энергии приходится при этом
в солнечном спектре, как и в спектре
абсолютно черного тела, на волны с
длинами около 0,47 м.к, т. е. на зелено-голубые
лучи видимой части спектра. Однако в
ультрафиолетовой части солнечного
спектра энергия существенно меньше,
чем в ультрафиолетовой части спектра
абсолютно черного тела при температуре
6000°

Таким
образом, Солнце, строго говоря, не
является абсолютно черным телом. Однако
указанную температуру в 6000° можно
считать близкой к фактической температуре
на поверхности Солнца.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #

  01.05.20157.16 Mб23Менеджмент учебник.doc

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Лучистая энергия Солнца. Энергия солнечного излучения распространяется в пространстве в виде электромагнитных волн. В процессах фотосинтеза наиболее важную роль играет фотосинтетически активная радиация (380-710 нм).[ …]

Лучистая энергия солнца. Количество энергии солнечного излучения, падающего на 1 см2 верхней границы атмосферы Земли в течение 1 мин, практически не изменяется, оно равно 8,29 Дж/см2 • мин. Эту величину называют солнечной постоянной. Но распределение этой энергии по поверхности Земли зависит от широты местности, состояния атмосферы, высоты Солнца над горизонтом и т.д.[ …]

Единицы лучистой энергии, используемые здесь, а именно кал/см2 (эта единица называется еще лэнгли) и ккал/м2, нельзя пугать с единицами освещенности, фут-канделой (1 фут-кандела= 1 люмен на 1 фут2) или люксом (1 люкс=1 люмен на 1 м2 0,1 фут-кандела), которые относятся только к видимому свету. Поступление лучистой энергии нельзя точно перевести в единицу освещенности, поскольку яркость разных участков спектра неодинакова, однако можно считать, что горизонтальная поверхность с освещенностью в 1 фут-канделу получает лучистой энергии примерно 6700 кал/см2 в 1 мин (Рейфснайдер и Лалл, 1965).[ …]

Общий поток энергии, характеризующий экосистему, состоит из солнечного излучения и длинноволнового теплового излучения, получаемого от близлежащих тел. Оба вида излучения определяют климатические условия среды (температуру, скорость испарения воды, движения воздуха и т. д.), но в фотосинтезе, обеспечивающем энергией живые компоненты экосистемы, используется лишь малая часть энергии солнечного излучения. За счет этой энергии создается основная, или первичная, продукция экосистемы. Следовательно, первичная продуктивность экосистемы определяется как скорость, с которой лучистая энергия используется продуцентами в процессе фотосинтеза, накапливаясь в форме химических связей органических веществ. Первичную продуктивность Р выражают в единицах массы, энергии или эквивалентных единицах в единицу времени.[ …]

СВЕТ — поток лучистой энергии, воспринимаемый глазом и виде различных яркостей и цветов. Распространяется электромагнитными колебаниями, излучается и поглощается отдельными порциями энергии — квантами (фотонами). Скорость распространения С. — 300000 км/сек. В общем спектре электромагнитных колебаний видимый С. занимает незначительный участок — от 400 до 800 ммк. Примыкающие к это-му участку инфракрасные и ультрафиолетовые лучи невидимы, но обладают всеми свойствами С. Видимый С. кажется белым, хотя спектр его состоит из семи основных цветов. В однородной среде С. распространяется прямолинейно, на границе сред различной плотности отражается или преломляется. Действие С. при поглощении его прямо пропорционально частоте колебании.[ …]

Первоисточником энергии на Земле является Солнце. В макромире способностью использовать энергию солнечного света обладают только зеленые растения. Являюсь типичными автотрофами, они синтезируют сложные клеточные вещества из углекислоты. Процесс этот носит название фотосинтеза. Сущность его состоит в переходе поглощенной лучистой энергии в химическую энергию сложных органических молекул.[ …]

Основным источником энергии на земле и в ее атмосфере является солнце. Эта энергия в виде излучения передается на расстояние 150 млн. км. Солнечная энергия достигает земли в форме электромагнитных волн со скоростью 297 600 км/сек. Энергию определяют длиной волн, подобно тому, как звук определяют частотой колебаний. Лучистая энергия в виде видимого света это лишь небольшая часть диапазона частот электромагнитного спектра (рис. 62).[ …]

Основным источником энергии физических процессов происходящих в атмосфере и на поверхности Земли является лучистая энергия Солнца. Солнце — раскаленный газовый шар, объем которого в 1,3 • 106 больше объема Земли, а масса составляет 99,87 % массы всей Солнечной системы. Солнце излучает в окружающее пространство энергию, равную примерно 3,71 • 1026 Вт. Из этого количества до Земли доходит лишь около одной двухмиллиардной части, что составляет примерно 3,3 • 108 Вт на 1 км2 земной поверхности. Такое количество энергии соответствует мощности около 33 • 104 кВт. Для сравнения, мощность Братской ГЭС (около 4 • 106 кВт) примерно равна мощности солнечного излучения, поступающего всего на 12 км2 земной поверхности.[ …]

Поступление солнечной энергии на поверхность Земли составляет от 420 до 3400 Дж/см2-день. Лучистая энергия, достигающая земной поверхности в ясный день, состоит примерно на 10 % из ультрафиолетового излучения, па 45 % из видимого света и 45 % инфракрасного излучения. Ультрафиолетовые излучения могут полностью задерживаться озоновым слоем. Меньше всего ослабляется видимый свет, поэтому фотосинтез, нуждающийся в видимом свете (синие и красные лучи), может идти и в пасмурные дни.[ …]

Солнце является источником энергии всех динамических процессов, протекающих в атмосфере, океане и на поверхности суши. В связи с этим климат и его изменения определяются разнообразными факторами, влияющими на величину и вариации радиационных потоков в системе «атмосфера — подстилающая поверхность». Наиболее важными процессами, определяющими погоду, а после усреднения за достаточно длинный временной интервал и климат, являются нагревание за счет поглощения солнечного коротковолнового излучения и выхолаживание за счет длинноволновой радиации, излучаемой системой в космос. Эти компоненты радиационного баланса Земли определяют источники и стоки лучистой энергии, управляющие общей циркуляцией атмосферы и океана.[ …]

Способность почвы поглощать лучистую энергию Солнца оценивают отношением количества отраженной энергии к количеству поступающей энергии. Это отношение, выраженное в процентах, называется отражательной способностью (альбедо).[ …]

Климат определяет поступление лучистой энергии солнца, тепла и влаги на земную поверхность, в результате создается определенный гидротермический режим почв. Следовательно, от климата зависят условия жизни биологического фактора почвообразования, а также направление и скорость биологических и абиотических процессов.[ …]

Из непосредственных методов измерения лучистой энергии в водоеме наибольшее распространение получили основанные на термоэлектрических и фотоэлектрических приборах. Преимущество приборов, в которых используется термоэлектрический эффект, состоит в том, что они практически неселективны в широком диапазоне длин волн. Поэтому к ним легко подобрать светофильтры для измерения энергии облученности необходимого диапазона длин волн. Недостатком таких приборов является малая интегральная чувствительность. Фотоэлектрические приборы обладают высокой чувствительностью, но они селективны. Для них обязательны сведения о спектральной чувствительности фотодетектора, чтобы подобрать светофильтры, в сочетании с которыми можно было бы вырезать исследуемый участок спектра солнечной радиации.[ …]

Таким образом, входя в экосистему, поток лучистой энергии разбивается на две части, распространяясь по двум видам трофических сетей, но источник энергии общий — солнечный свет.[ …]

Разница между перечисленными тремя формами лучистой энергии заключается лишь в длине волн и в цветах спектра, из которых состоят видимые лучи. Сбалансированный свет необходим для максимального развития растений.[ …]

Это мощный процесс связывания энергии. Транспирация как бы обслуживает фотосинтез. При этом на переход воды в пар затрачивается не только лучистая энергия Солнца, но и тепло нагретых воздушных масс — так называемое адвективное тепло.[ …]

На рис. 3.23 источники света 3 направляют потоки лучистой энергии на стеклянный диск 5. Прозрачные участки кодовой маски пропускают световой поток через щелевую диафрагму 4 на фотоприемники 2 (например, фотодиоды). На выходе фотодиода возникает уровень напряжения — 1 (единица). На выходе каналов с непрозрачными участками напряжение отсутствует 0 (ноль).[ …]

Фотосинтез — превращение зелеными растениями лучистой энергии Солнца в энергию химических связей и органические вещества. Световая энергия, поглощаемая зеленым пигментом (хлорофиллом) растений, поддерживает процесс их углеродного питания. Реакции, в которых поглощается световая энергия, называются эндотермическими (эндо — внутрь). Энергия солнечного света аккумулируется в форме химических связей.[ …]

В соответствии с физическими представлениями лучистая энергия распространяется в пустом пространстве с громадной скоростью. Такую энергию можно представлять как в виде частиц, так и в виде волн (это, кстати, загадка даже для физиков), но распространяется она по прямой, то есть вдоль луча. Путь любого фотона, так же как и перпендикуляр к волновому фронту, представляет собой прямую линию. Свет исходит от атомов и возвращается к атомам. Атомы отдают и получают энергию квантами. Материя и энергия взаимодействуют. Установлены стройные законы, которым подчиняется излучение, как на атомарном уровне, так и на уровне Вселенной. Однако на экологическом уровне веществ, поверхностей и среды нам понадобятся лишь некоторые из этих законов, главным образом законы рассеяния, отражения и поглощения.[ …]

Главным источником тепла, поступающего в почву, является лучистая энергия Солнца (солнечная радиация). Небольшое количество тепла почва получает из глубинных слоев Земли и за счет химических, биологических и радиоактивных процессов, протекающих в верхних слоях литосферы. Тепло, образующееся при разложении органических веществ (навоза, растительных остатков и др.), широко используют в овощеводстве закрытого грунта.[ …]

В процессе фотосинтеза зеленый лист поглощает в среднем 75% лучистой энергии, падающей на его поверхность, остальная часть либо отражается, либо проходит через него. Из поглощенной энергии при высокой интенсивности освещения на фотосинтез потребляется в среднем 1-2%, при более низкой интенсивности света — до 10%. Листья растений-мезофитов обладают меньшей отражательной способностью, чем ксерофиты, причем у последних наличие волосков увеличивает отражение в 2-3 раза. Толстые листья растений практически светонепроницаемы, в то время как тонкие мезофитные листья пропускают через себя 20-40% видимых солнечных лучей (Мичурин, 1991).[ …]

Альбедо Земли — коэффициент, показывающий отношение ксжгчсс ¡Си энергии, отраженной аТМОСфсрОИ к земной поверх костью, ко всей лучистой энергии, падающей на Землю от Солнца. Чем выше альбедо, тем меньше доля солнечной энергии, способной произвести работу на земной поверхности. Альбедо, т.е. отражающая способность, отдельных участков земной поверхности зависит от характера земного покрова. Альбедо лугов и лесов для видимого спектра колеблется от 0,02 до 0,5; в инфракрасной области альбедо растительного покрова, как правило, составляет весьма большую величину (до 0,9). Альбедо снега составляет 0,5…0,9; песка — 0,29…0,34; водных поверхностей -0,03…0,45; известняка — 0,38…0,56. Наличие атмосферы увеличивает альбедо планет. Альбедо облаков составляет 0,60…0,90. Как видно из расчеюв, проведенных в предыдущем разделе, общее количество отраженной энергии составляет почти половину солнечной радиации, доходящей до земной атмосферы (интегральная альбедо Земли -0,45…0,48).[ …]

Многие факторы влияют на заморозок. Все, что препятствует накоплению лучистой энергии в течение дня, способствует усилению заморозка. Например, растительность, затеняя почву, уменьшает количество тепла, запасаемого днем. Поэтому задерненный или замульчированный участок более подвержен повреждению заморозком, чем содержащийся под чистым паром. Необходимость предупреждения заморозков является одной из главных причин того, что персики не выращивают под постоянным задернеиием. Экспозиция склона также влияет на количество получаемой радиации. В северном полушарии южные склоны получают значительно больше радиации, чем северные.[ …]

С физической точки зрения солнечная радиация состоит из волн разной длины. Лучистую энергию растения используют избирательно. При фотосинтезе они потребляют лучи с длиной волны от 380 до 740 нм. Область солнечного спектра, используемая растениями для фотосинтеза, получила название фотосинтетически активной радиации (ФАР). Со стороны более коротких волн к ФАР примыкает ультрафиолетовая радиация (УФ), а более длинных — инфракрасная (ИК).[ …]

Трофическая цепь в биоценозе есть цепь энергетическая. Первичным источником энергии всех биосистем является Солнце, оно обеспечивает жизнь. Различные элементы биоценоза не генерируют энергию, все они последовательно превращают лучистую энергию в энергию химических связей. Усвоенная консументами из пищи энергия расходуется на дыхание, совершение работы и поддержание жизнедеятельности, некоторая часть идет на рост и размножение.[ …]

Разность между приходящими к деятельному слою Земли и уходящими от него потоками лучистой энергии называют радиационным балансом деятельного слоя.[ …]

Газы, молекулы которых состоят из двух или большего числа различных атомов, поглощают лучистую энергию в инфракрасной области спектра. Приборы, работа которых основана на этом прин: ципе, имеют довольно высокую избирательность, так как поглощение лучистой энергии происходит только при определенных длинах волн, соответствующих спектру поглощения данного газа.[ …]

Продуктивность экологической системы -г это скорость, с которой продуценты усваивают лучистую энергию в процессе фотосинтеза и хемосинтеза, образуя органическое вещество, которое затем может быть использовано в качестве пищи.[ …]

Основные поверхности города, состоящие из асфальта, бетона, металла, слабо отражают радиационную энергию солнца, что является причиной формирования специфического городского микроклимата. Растения, обладающие некоторой прозрачностью, часть лучистой энергии пропускают, часть поглощают, а остальное — отражают, причем отражение солнечной энергии листвой в несколько раз превышает отражение твердыми городскими поверхностями. В инфракрасной, или тепловой, области солнечного спектра растения обладают очень высокой величиной альбедо — около 90%.[ …]

Солнечная радиация является существенным фактором формирования климата. Ввиду запыленности городов лучистая энергия Солнца поглощается частичками пыли. По данным американских и английских исследователей, большие города получают на 15% меньше солнечной радиации, на 10% больше дождя, на 10% больше облачных дней, причем за последние 80 лет частота возникновения туманов увеличилась в два раза. В городе на 30% больше шума летом и на 100% зимой. Среднегодовая температура воздуха в городах на 1,5°С выше, чем в сельской местности; относительная влажность в застроенной территории на 5% ниже, чем в ее окрестностях. Загрязнение атмосферного воздуха неблагоприятно сказывается на растительности города. Пыль закупоривает поры листьев, нарушает фотосинтез, задерживает рост деревьев, они легко погибают от болезней. Наиболее губительно действуют на зеленые растения диоксиды углерода; при их концентрации 0,91 мг/м3 нарушаются процессы фотосинтеза, при 2,6 мг/м3 наблюдается гибель растений. Очень чувствительны к загрязнению атмосферного воздуха хвойные и плодовые деревья, более устойчивы липа, ясень, тополь. Необходимо помнить, что растительный мир — легкие планеты, сорбент газообразных смесей, источник кислорода и фитонцидов.[ …]

Видимый свет занимает узкий интервал длин волн от 0,40 до 0,75 мк. Однако в этом интервале заключается почти половина всей солнечной лучистой энергии (46 %). Почти столько же (47 %) приходится на инфракрасные лучи, а остальные 7 % — ультрафиолетовые.[ …]

Основными факторами окружающей среды роста растений являются: почва, которая, помимо механической опоры, обеспечивает растения питательными веществами и водой; лучистая энергия в виде тепла и света и воздух, доставляющий растению углекислоту и кислород. Почва и лучистая энергия распределены на поверхности земли далеко не равномерно. Хотя состав воздуха над поверхностью земли почти однороден, содержание его в почве сильно колеблется.[ …]

Излучения разных длин волн обусловливают различия не только по цвету, но и по интенсивности их светового восприятия. Наиболее ощущаемым при одном и том же потоке лучистой энергии является зеленый цвет с длиной волны 0,556 мкм. Очевидно также, что волны, меньшие 0,400 мкм (ультрафиолетовые) и большие 0,760 мкм (инфракрасные), не вызывают световых ощущений.[ …]

Оказалось, что теневыносливые породы — пихта и липа — начинают разлагать углекислоту уже при отверстии в 9 см2, сосне же требуется значительно большая напряженность лучистой энергии — при отверстии в 49 см2, а светолюбивой березе необходимо-еще большее освещение — в 64 см2. На основании этих данных Любименко впервые ввел понятие о чувствительности хлорофиллоносного аппарата и показал, что у пород, признаваемых практикой лесоводства теневыносливыми,— пихты и ели,— хлорофиллоносный аппарат приблизительно в 5 раз. чувствительнее, чем у светолюбивых — сосны и березы. Так, экспертизой физиолога была доказана правильность лесоводственного деления пород на светолюбивые и теневыносливые в отношении процесса ассимиляции, как явления, реально существующего в природе.[ …]

Биологический (малый) кругооборот — циркуляция веществ между растениями, животным миром, микроорганизмами и почвой. Основа его —- фотосинтез, т. е. превращение зелеными растениями и особым [ микроорганизмами лучистой энергии Солнца в энергию химических связей органических веществ. Фотосинтез обусловил появление на Земле кислорода при помощи зеленых организмов, озонового слоя и условий для биологической эволюции.[ …]

Таким образом, жизнь на Земле существует за счет того, что с поверхности биосферы идет поток энтропии плотностью / = = —0,044 • 10“4 Вт/(м2 • К). Он компенсирует все производство энтропии в биосфере. При этом происходит изменение спектра лучистой энергии: падающее излучение — коротковолновое, спектр смещен в ультрафиолетовую область; обратное излучение — с большей длиной волны, спектр смещен в инфракрасную область.[ …]

Наиболее универсальные условия существования для преобладающего большинства видов живых существ — это наличие жидкой воды, определенных минимумов концентраций биогенных элементов — С, О, Н, N1, Б, Р, а также ионов К, N8, Са, Мв и поток лучистой энергии в диапазоне температур от -50 до + 50°С.[ …]

Атмосфера является одним из необходимых условий возникновения и существования жизни на Земле. Она участвует в формировании климата на планете, регулирует её тепловой режим, способствует перераспределению тепла у поверхности. Часть лучистой энергии Солнца поглощается атмосферой, а остальная энергия, достигая поверхности Земли, частично уходит в почву, водоемы, а частично отражается в атмосферу.[ …]

В атмосфере солнечная радиация на пути к поверхности Земли частично поглощается, а частично рассеивается и отражается от облаков и земной поверхности. Поэтому в атмосфере наблюдаются три вида радиации: прямая, рассеянная и отраженная. Раздел метеорологии, изучающий потоки лучистой энергии в атмосфере, называется актинометрией.[ …]

Пространственная структура наземного биоценоза определяется закономерностью распределения надземных и подземных органов растительности по ярусам (расчленением растительных сообществ по высоте). Ярусное строение растительности (фитоценоза) позволяет максимально использовать лучистую энергию Солнца и зависит от теневыносливости растений. Ярусность хорошо выражена в лесах умеренного пояса. Так, например, в широколиственном лесу выделяются 5—6 ярусов: деревья первой, второй величины, подлесок, кустарник, высокие травы, низкие (приземные) травы. Существуют межъярусные растения — лишайники на стволах и ветках, лианы и др. Ярусность существует и в травянистых сообществах лугов, степей, саванн.[ …]

Изучению закономерностей распространения световых волн в океане посвящен раздел физики моря — оптика моря. Эти работы не только важны как фундаментальные исследования оптики мутных сред, но и необходимы для решения целого ряда прикладных задач. Так, учет гидрооптических особенностей водных масс зачастую помогает разобраться в вопросах термического и динамического режимов водоемов, необходимы они и для определения видимости подводных объектов, для изучения влияния лучистой энергии на жизнедеятельность водных организмов. Гидрооптические исследования важны также и с позиций экологии, поскольку являются методами контроля чистоты водных масс.[ …]

Рассмотрим некоторые основные свойства сложных систем, имея в виду условность термина «сложная». Один из основных признаков системы, заставляющий рассматривать ее как самостоятельный объект, заключается в том, что система всегда нечто большее, чем сумма составляющих ее элементов. Это объясняется тем, что наиболее важные свойства системы зависят от характера и числа связей между элементами, что и придает системе способность менять свое состояние во времени, иметь достаточно разнообразные реакции на внешние воздействия. Разнообразие связей означает, что есть связи разного «веса или «силы»; кроме того, в системе возникают обратные связи с разным знаком действия — положительные и отрицательные. Элементы или подсистемы, связанные положительной обратной связью, склонны, если их не ограничивают другие связи, взаимно усиливать друг друга, создавая неустойчивость в системе. Например, повышение средней температуры на Земле ведет к таянию полярных и горных льдов, уменьшению альбедо и поглощению большего количества поступающей от Солнца энергии. Это вызывает дальнейшее повышение температуры, ускоренное сокращение площади ледников — отражателей лучистой энергии Солнца и т. д. Если бы не многочисленные другие факторы, влияющие на среднюю температуру поверхности планеты, Земля могла бы существовать только либо как «ледяная», отражающая почти все солнечное излучение, либо как раскаленная, наподобие Венеры, безжизненная планета.[ …]