RADIAIA N MEDIUL NATURALAcest capitol prezint modele pentru estimarea fluxurilor radiante termice sau solare n mediul natural. Fluxurile de radiaie solar primite de un organism sunt: 1. radiaia direct de la Soare,2. radiaia difuz, dup mptiere pe nori,3. radiaia reflectat de ctre obiecte terestre.

Unghiuri solare i lungimea zileiLocalizarea Soarelui pe cer este descris n termeni de:- altitudine (b, unghiul de ridicare deasupra orizontului), - unghiul de zenit (Y, unghiul msurat fa de vertical) i - unghiul azimutal (azimut) (AZ, unghiul msurat n plan orizontal de la nord sau de la sud). Unghiul de ridicare al Soarelui este unghiul dintre direcia centrului geometric al discului solar i orizont. Orizontul este linia aparent care separ pmntul de cer.

Unghiuri solare i lungimea zileiSunt posibile mai multe sisteme de coordonate legate de unghiul de azimut:1. matematic: zero grade este sudul i unghiurile cresc n sens antiorar de la 00 la 360,2. compas: zero grade este nordul i unghiurile cresc de la 00 la 360 n sens orar, 3. astronomic: zero grade este sudul i unghiurile pozitive cresc de la 00 la 180 n sens orar; sensul antiorar este atribuit unghiurilor negative de la 00 la -1800. Vom folosi sistemul matematic de coordonate.Unghiurile de ridicare deasupra orizontului i cel de zenit sunt legate prin relaiab = 90 Y (n grade).Unghiul de zenit depinde de ora din zi, de latitudinea locului i de perioada dinan. Se calculeaz cu relaia:

Sun Angles and Daylengthunde f este latitudinea, d este declinaia Soarelui, t este timpul, i to este timpul (momentul) amiezii solare. Pmntul realizeaz o rotaie complet de 3600 n 24 ore, deci un factor de 15 convertete orele n grade.n astronomie, declinaia, este comparabil cu latitudinea, proiectat pe sfera celest, i se msoar n grade nord i sud fa de ecuatorul celest. Astfel, puncte nord fa de ecuatorul celest au valori pozitive ale declinaiei, iar cele sud au declinaii negative. Declinaia solar este egal cu inversul sinusului produsului dintre sinusul maximului declinaiei solare i sinusul longitudinii tropicului solar la un moment dat. Dac vrem calculul declinaiei solare n termeni de zile, se aplic relaia:Latitudinea d locaia unui loc pe Pmnt, la nord sau la sud de ecuator. Tehnic, latitudinea este valoarea unghiular n grade de la 0 la ecuator la 90 la poli (+90 pentru polul nord i 90 pentru polul sud). Latitudinea este aproximativ unghiul dintre verticala locului (zenit) i poziia Soarelui la echinox.

Sun Angles and Daylengthunde f este latitudinea, d este declinaia Soarelui, t este timpul, i to este timpul (momentul) amiezii solare. Pmntul realizeaz o rotaie complet de 3600 n 24 ore, deci un factor de 15 convertete orele n grade.Amiaza solar este momentul n care Soarele apare n poziia cea mai nalt pe bolt, n cursul unei zile. Aceasta se ntmpl atunci cnd Soarele tranziteaz meridianul celest. Aceasta este originea termenilor ante meridian i post meridian. este aproximat prin expresiaN este ziua anului, adic numrul de zile de la nceputulanului. Pentru o mai bun precizie se poate folosi relaia

unde

Sun Angles and Daylength Momentul amiezii solare poate fi calculat cu relaia:

n care LC este corecia de longitudine i ET este ecuaia timpului.LC este +4 minute, sau + 1/15 ore pentru fiecare grad spre est fa de meridianul standard i 1/15 ore pentru fiecare grad spre vest fa de acest meridian standard. Meridiane standard sunt la 0, 15, 30, . . . ,3450. n general zonele de timp sunt ntre +7.5 pn la -7.50 de fiecare paret a meridianului standard. Ecuaia timului este:

undef = 279.575 + 0.98565, n grade.

Sun Angles and DaylengthUnghiul de azimut solar poate fi calculat din relaia:

n care Y este unghiul de zenit i AZ este n grade, msurat fa de sud, cresctor n sens antiorar, deci 900 este est.Ecuaia

poate fi rearanjat pentru a obine durata zilei. Cel mai simplu este de a rescrie ecuaia n funcie de jumtate din durata zilei, hs care este perioada (n grade) de la rsrit pn la amiaza solar. Se obine:

Estimarea iradierii difuze i directe cu unde de lungime de und mic Calculul balanei componentei cu lungime de und scurt din energia radiant necesit estimarea densitii fluxurilor pentru trei componente: iradierea direct pe o suprafa perpendicular la fasciculul incident (Sp), iradierea difuz pe o suprafa orizontal (Sd), i radiaia reflectat de ctra pmnt (Sr). Uneori, trebuie cunoscute iradiarea pe o suprafa orizontal Sb i iradierea total the total (direct plus difuz) pe o suprafa orizontal Sr .

Ultimile dou cantiti sunt legate prin:

Unde Y este unghiul de zenit.Radiaia reflectat este produsul reflectanelor medii ale suprafeelor pentru toat radiaia solar i iradierea total a suprafeei la lungimi de und mici:Reflectana sunrafeei la lungimi de und mici se numete albedo. We expect Sp to be a function of the distance the solar beam travels through the atmosphere, the transmittance of the atmosphere, and the incident flux density. A simple expression combining these factors is:

where Sp0 is the extraterrestrial flux density in the waveband of interest, normal to the solar beam. The term t is the atmospheric transmittance and m is the optical air mass number, or the ratio of slant path length through the atmosphere to zenith path length. For zenith angles less than 800, refraction effects in the atmosphere are negligible, and m is given by:

The ratio pa/101,3 is atmospheric pressure at the observation site divided by sea level atmospheric pressure, and corrects for altitude effects.for sky diffuse radiation on clear daysWhen clouds obscure the sun, Sd = St, since there is no beam radiation component.Estimarea iradierii difuze i directe cu unde de lungime de und mic

Estimarea iradierii difuze i directe cu unde de lungime de und mic

Estimarea iradierii difuze i directe cu unde de lungime de und mic

Flux de radiaieSursaSimbolEcuaieObservaii1. Radiaie termic directl mareLa= eacsTa4Ea(c)=(1-0.84c) eac+0.84c2. Radiaie termic sol l mareLg= egsTg4eg = 0.97

3. Radiaie termic emisl mareLoe= essTs4es definit de suprafa4. Radiaie solar directl micSb= Sp cos ySp = Spo tm (t = 0.6 to 0.7 cer senin)5. Radiaie solar difuzl micSd=0.3(1- tm) Spo cos yy = unghi zenitCer senin6. Radiaie solar reflectatl micSr=rs(Sp cos y + Sd)Numai componental mic

Iradierea direct (Sb), difuz (Sd), i total (St) funcie de unghiul de zenit ntr-o zi senin.Aceleai caracteristici ntr-o zi cu poluare consistent Estimarea iradierii difuze i directe cu unde de lungime de und mic

Balana energetic Part of the radiation incident on a leaf, an animal, a crop canopy, or a soil surface is absorbed at the surface. This energy can warm the surface or be dissipated to the environment by conduction, evaporation, or radiation. Since we are interested in the energy exchange between organisms and their surroundings, we need to be able to compute the net amount of radiant energy absorbed by the surface, and the amount emitted by the surface. The amount absorbed is computed from:

where aS, and aL are the absorptivities in the solar and thermal wavebands,Sp, Sd, and Sr are the components of solar radiation, La and L, are the long-waveflux densities from the atmosphere and the ground and Fp, Fd, Fr , Fa and Fgare view factors between the surface and the various sources of radiation;namely beam, diffuse, and reflected solar radiation and atmospheric and ground thermal radiation. The net flux density of radiant energy at a surface, often called net radiation is computed from:

where eS is the emissivity of the surface, TS is the surface temperature (in kelvins), and Fe is the view factor between the entire surface of the object and the complete sphere of view.

Balana energetic

FACTOR OPTICFactor optic este un termen comun folosit n transferul cldurii i se refer la fraciunea din radiaia emis de un corp cu o form oarecare i care este preluat de alt corp. Deci dac un obiect A radiaz i un obiect B preia o parte din radiaia emis de A, atunci factorul optic este notat FAB. Obiect AFA-B = 1FB-A = AriaB/AriaA

ObiectFpFdFrFaFgSuprafa cu plantecos y1010Animal deasupra suprafeei orizontuluiAp/A0.50.50.50.5Frunz cu suprafaa orizontal0.5 (cos y)0.50.50.50.5