6. Строительные нормы и правила № 23-01-99 «Строительная климатология».
Подгруппа 1: Уфа Башкирская АССР
Подгруппа 2: Челябинск Челябинская область
Подгруппа 3: Екатеринбург Свердловская область
4.1. Солнечная радиация, радиационный баланс и солнечное сияние
4.1.1. Солнечная радиация и радиационный баланс
Введения
Данные по солнечной радиации и радиационному балансу приводятся на основе материалов актинометрических наблюдений метеорологических станций.
В комплекс актинометрических наблюдений входят измерения прямой и рассеянной радиации, приходящей к земной (деятельной) поверхности, отраженной радиации от земной поверхности и радиационного баланса земной поверхности. Деятельной поверхностью называют поверхность почвы, воды или растительности, непосредственно поглощающую солнечную и атмосферную радиацию и отдающую излучение в атмосферу.
Солнечная радиация, поступающая на деятельную поверхность в виде пучка параллельных лучей, исходящих непосредственно от диска солнца, называется прямой солнечной радиацией.
Часть солнечной радиации, поступающей на земную поверхность со всех точек небесного свода после рассеяния в атмосфере, называется рассеянной радиацией. На актинометрических станциях измеряется рассеянная радиация, поступающая на горизонтальную поверхность.
Общий приход солнечной радиации на горизонтальную поверхность, состоящий из прямой и рассеянной радиации, называется суммарной радиацией.
В каждый момент времени на земной поверхности осуществляется приходо - расход лучистой энергии. Алгебраическая сумма приходных и расходных составляющих радиации называется радиационным балансом.
В зависимости от соотношения приходо – расходных составляющих знак радиационного баланса бывает положительный (если поверхность земли поглощает больше радиации, чем отдает, поток направлен к земле) и отрицательная (если поверхность земли поглощает радиации меньше, чем отдает, поток направлен от земли).
Радиационный баланс деятельной поверхности является ведущим компонентом теплового баланса, он определяет величину и знак потоков тепла в воздух и почву, суточный ход испарения и конденсации.
Величина радиационного баланса может быть определена либо как сумма составляющих, каждая из которых измерена отдельно, либо непосредственно измерена прибором, как это принять при актинометрических наблюдениях.
Для измерения солнечной радиации используются приборы, приемной частью которых являются термоэлементы. Прямая радиация измеряется термоэлектрическим актинометром; рассеянная, отраженная и суммарная радиация – термоэлектрическим альбедометром; радиационный баланс - термоэлектрическим балансомером.
Характеристика радиационного баланса
Солнечная радиация является главным источником тепловой энергии для всех природных процессов, развивающихся в атмосфере, гидросфере и в верхних слоях литосферы. Наряду с этим использование солнечной энергии имеет исключительное значение в хозяйственной деятельности человека.
Характеристика радиационного режима, в кратком изложении, имеет целью дать общее представление о закономерностях пространственного и временного распределения солнечной радиации и радиационного баланса.
Приход солнечной радиации определяется прежде всего астрономическим фактором - продолжительностью дня и высотой солнца.
Солнечная радиация, поступающая на земную поверхность, является одним из основных климатообразующих факторов. В свою очередь она в значительной степени зависит от циркуляции атмосферы (проявляется через облачность и прозрачность атмосферы) и особенностей подстилающей поверхности (высоты над уровнем моря, закрытости горизонта, альбедо поверхности).
Суточный ход солнечной радиации и радиационного баланса определяется прежде всего изменением высоты солнца в течение дня. Поэтому максимальную солнечную радиацию, при наличии облачности или при ясном небе, наблюдается в полдень.
Таблица 4.1
Отношение месячных сумм прямой солнечной радиации на горизонтальную поверхность к суммарной (%)
| Станция | I | II | III | VI | V | VI | VII | VIII | IX | X | XI | XII | Год |
| Памятная | 27 | 43 | 44 | 52 | 56 | 58 | 58 | 53 | 45 | 32 | 33 | 23 | 51 |
Таблица 4.2
Экстремальные суммы солнечной радиации (ккал/см2 месяц)
на горизонтальную поверхность
(1-я строка максимальные, 2-я строка минимальные)
| Станция | Число лет наблюдений | I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | XII | XII |
| Памятная | 7 | 0.6 | 2.9 | 5.6 | 8.3 | 9.3 | 11.1 | 10.1 | 8.0 | 5.4 | 1.6 | 1.0 | 0.6 |
| 0.4 | 0.8 | 3.1 | 4.8 | 5.7 | 6.8 | 8.2 | 4.9 | 1.6 | 0.5 | 0.4 | 0.1 |
Таблица 4.3
Максимальные (1-я строка) и минимальные (2-я строка)
суммы радиационного баланса (ккал/см2 месяц)
| Станция | Число лет наблюдений | I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | XI | XII |
| Памятная | 7 | -0.7 | -0.9 | 1.0 | 5.6 | 7.9 | 9.3 | 9.0 | 6.8 | 3.6 | 0.8 | -0.4 | -0.5 |
| -1.6 | -1.5 | -0.9 | 4.7 | 6.3 | 7.6 | 8.7 | 5.6 | 2.4 | 0.1 | -1.3 | -1.6 |
4.1.2. Солнечное сияние
Введение
Продолжительность солнечного сияния регистрируется прибором - гелиографом, который автоматически отмечает промежутки времени, в продолжение которых светило солнце. В настоящее время на сети метеорологических станций Союза ССР основным прибором для записи солнечного сияния является гелиограф обыкновенной или универсальной модели. Прожоги на ленте по гелиографу универсальной модели начинаются при достижении напряжения радиации 0,3 - 0,4 кал/см.
Обычно гелиограф устанавливается на высоте 2 м от поверхности земли на открытом месте, в любое время года освещаемом лучами солнца от восхода до захода.
Характеристика солнечного сияния
Большая протяженность территории с севера на юг (от 62 до 52° с. ш.), наличие почти меридионально направленных Уральских гор обусловливают большое разнообразие в распределении солнечного сияния. В общем продолжительность солнечного сияния по мере продвижения с севера на юг возрастает. Зимой продолжительность солнечного сияния с увеличением широты убывает быстрее, чем летом, как из-за уменьшения длительности дня, так и из-за возрастания облачности с широтой.
Наибольшая за год продолжительность солнечного сияния наблюдается в июне, наименьшая - в декабре. В отдельных районах наибольшее число часов солнечного сияния приходится на июль.
4.2. Температура воздуха и почвы
4.2.1. Температура воздуха
Сведения о температуре воздуха приводятся на основе показаний жидких термометров, помещенных в психометрическую будку на высоте 2 м.
Собственная температура различных поверхностей, расположенных открыто, измеренная одновременно в различной степени отличается от температуры, измеренной в будке в тот же момент.
Таблица 4.5
Средняя месячная и годовая температура воздуха
| I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | XI | XII | Год |
| Станция №220 Памятная(Памятинская) | ||||||||||||
| -19.1 | -17.0 | -10.4 | 1.6 | 10.9 | 16.4 | 18.0 | 15.8 | 9.7 | 1.6 | -8.0 | -15.8 | 0.3 |
Таблица 4.6
Средняя минимальная температура воздуха
| I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | XI | XII | Год |
| Станция №220 Памятная(Памятинская) | ||||||||||||
| -24.8 | -22.6 | -17.2 | -4.0 | 3.8 | 9.2 | 11.4 | 9.2 | 3.7 | -2.8 | -12.7 | -20.8 | -5.6 |
4.2.2.Температура почвы
Наблюдение за тепловым состоянием почвы производится от поверхности до глубины 3,2 м.
Температура поверхности почвы измеряется жидкостными термометрами: ртутными (срочные и максимальные) и спиртовыми (минимальные).
Таблица 4.7
Средняя месячная максимальная и минимальная температура
поверхности почвы
| Темп-ра пов-ти почвы | I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | XI | XII | Год | ||
| Станция №220 Памятная(Памятинская) | |||||||||||||||
| Почва-выщелоченный чернозём суглинистый | |||||||||||||||
| Средн. | -20 | -17 | -11 | 2 | 13 | 21 | 23 | 19 | 11 | 2 | -8 | -16 | 2 | ||
| Сред. Max | -14 | -10 | -2 | 14 | 30 | 39 | 41 | 36 | 25 | 9 | -4 | -11 | 13 | ||
| Сред. Min | -27 | -25 | -19 | -6 | 2 | 8 | 11 | 8 | 2 | -4 | -14 | -22 | -7 | ||
Таблица 4.8
Глубина промерзания почвы (см)
| № станции | Станция | XI | XII | I | II | III | Из максимальных за зиму | ||
| средняя | наименьшая | Наибольшая | |||||||
| 220 | Памятная | 36 | 58 | 77 | 90 | 101 | 101 | 67 | 137 |
4.3. Ветер
4.3.1. Ветер
Ветровой режим в умеренных широтах СССР формируется под влиянием основных климатических центров действия атмосферы (циклонов и антициклонов), стационирующих над Северной Атлантикой и над континентом Евразии.