ОҚулық г • г ! Л иіі нитп І • 'эдь щ щ 0щ ш я09*Я0*ащ яц ілюршііи т. ~ • « 4 ш атмніу. Г»

рап атомдардың қоспасы болып табылады.  Газдың, яғни плазманың 
бұл күйі он мыңнан аса Цельсий градуста болуы керек.
Термоядролық 
тектесу 
-  
Күн 
қайнарындағы 
жүретін 
ыстықтығы  жоғарғы  ядролық  реакңия  ол  күннің  сутеғі  мен  ге- 
лий  плазмасының  ортасында  жүреді,  ол  гравитаңиялық  күшпен 
үлкен  қарқындылықты  үстап  тұрады.  Жерде  ғалымдар  плазма- 
да  термоядролық  тектесуді  алу  мақсатында  үлкен  жұмыстар 
атқаруда,  ол  үшін  плазманың  маңызын  үлкен  магниттік  өрісте 
жеткілікті үлкен күшпен ұстап тұру қажет.
Күннің  орталық  аймағында  сутегінің  тығыздығы  100  г/м3,  ал 
ыстықтығы  Т=13  106  К  одан  бөлінетін  энергия  ядролық  синтездің 
әсерінен жүреді: төрт протон сутегінің, гелий ядросында түрленуінен
4 Не  -  екі позитрон, екі нейтринодан тұрады.
I Іпот\ін‘пиііі'к
лромосфера
! 
Фртосфера
І
 
•  ;
кониектииті
ш ім ик
гіиНіацин.іық
аимак
3.3-сурет. Күннің ішкі құрылысының сұлбасы
Күннің  40%  маңызы  топталған  жерінде  (0-0,023)К.  аралығында 
(К.  -   күн  радиусы)  энергияның  90%  шыгатыны  есептелген. 
Орталығынан  0.7К  қашықтықта ыстықтығы  130 000 К дейін түседі, 
бұл жерде маңызды жылу алмасу құбылыс қалыптасады, сондықтан
37

бұл орта (0,7- 1)К, ағындық орта ретінде белгілі (конвективті аймақ). 
Бұл ортаның шегінде ыстық 5000 К дейін түседі, ал тыгыздығы  105 
кг/м3-ке тең. Ағындық ортаның жоғары қабаты фотосфера деп атала- 
ды.  Тығыздығының төмендігіне  қарамастан  фотосфераның шекара- 
сы айқын байқалады. Бұл орта түссіз, себебі оның қүрамындағы газ- 
дар  қатты  иондалған  жэне  үздіксіздік  спектр  сәулелерді  шығаруға,
жұгуға қабілетгі [9,  11,24,25]. 
'
Фотосфера  аймағы  күн  сәулесінің  қайнар  көзі  болып  табылады. 
Фотосфераның  шегі  атмосфераға  қарағанда түссіз  сияқты,  оны  күн 
тұтылу  кезінде тексеруге  немесе  күннің  көзі  бұлтқа жасырынғанда 
арнаулы  құралмен  байқауға  болады.  Фотосфераның  үстінде 
қалындығы  бірнеше  жүз  километр  болатын  аймақты  айналымдық 
қабат  деп  аталатын  суық  газдардан  тұратын  қабат  аймағы  алып 
жатыр.  Одан  жоғары  қалыңдағы  — 10000  км  болатың  аймақта  хро- 
мосфера деп  аталатын  қабаты  орналасқан.  Бұл  ыстықгығы  жоғары 
газ  тэрізді  қабат,  фотосферамен  салыстырғанда  тығыздығы  төмен. 
Оның  жоғарғы  бетінде  тығыздығы  жоғары,  ыстықтығы  106 К  бола-
тын тэжі қабаты алып тұрады.
3.2  Күн сәулесінің таралуы мен оның сипаттамасы. 
Күн радиациясының энергетикалық потенциалы
Жер  күннен  тек  қана  жарты  миллиондық  жылуды  ғана  алады, 
осы  жылудың  34%  атмосфера  қабатынан  жэне  бұлттардан  кері
шағылады. 
^
Соған  қарамастан  жердің  үстіңгі  қабатына,  күннен  жылы-
на  66.8  1016 кВт/сағ.  энергия  келіп  түседі.  Жерге  күннен  тараған
энергияның  аз  ғана  мөлшері  түседі,  оның  95%-ы  қысқа  толқынды
сәуле, өріс ұзындығы 0.3-2.4мкм.
Күн  сәулесінің  энергетикалық  элеуетінің  шамасы  жердің  атмос- 
фера қабатының жоғары шекарасында  1.78- 1017Вт, ал жердің үстіңгі 
қабатында түсетін шамасы  1.2- 1017Вт-қа тең.
Күн энергиясының жерге түсетін жылдық мөлшері  1.05Т018кВт/ 
сағ, ал оның  1/5 бөлігі жердің құрғақ бөлігіне түседі (ескерту -  ІкВт/ 
сағ=3600  кДж,  ал  1000кДж=278  Вт/сағ).  Бұған  тағы  да  жылдық 
мөлшері  1,58-1016 кВт/сағ.,  қуаты  1,8-1012  кВт-ты  жел  энергиясын 
қосуға болады [19,27,38].
Экологияны  бұзбай  жерге  түсетін  күн  энергиясының  1,5%
38

қолдануға болады,  оның  бір жылдық шамасы  1,62-1016  кВт.сағ (бұл 
2- 1012тонна шартты отынды құрайды).
Жердің  үстінгі  қабатына  түсетін  күн  радиаңиясының  ауқымды 
ағыны  салыстырғанда  біртекті  емес.  Күннен  жылына  1м2  жерге 
түсетін энергиясының шамасы солтүстік аймақтарда 3  000 МДж/м2, 
ал  ыстық шөл-шөлейт  жерлерде  8  000  МДж/м2.  Күн  энергиясының 
жылдық  орташа  қуаты  бір  күнде  1  м2  жер  бетіне  түсетін  шамасы 
солтүстік аймақта орташа 7,2 МДж/м2 қүрайды, ал шөл және шөлейт 
жерлерге 21,4 МДж/м2 қа дейін жетеді  [19,27, 38].
Күн  радиациясының  жылдық  орташа  тығыздығы  210-250  Вт/м2 
қүрайды, ал шөл жэне шөлейт далаларда  130-210 Вт/м2.
Күн тұрақтысы
Күн  радиация  ағынының  атмосферадан  тыс  жоғары  шектік 
қабатындағы  тығыздығы 
1=1353  Вт/м2
 құрайды,  бұл  шаманы  күн 
тұрақтысы  деп  атайды.  Ал  энергияның  бір  сағатта  1  м2  ауданға 
түсетін орташа шамасы 
Е=4871 кДж//сагм2
 құрайды.
Жер  Күнді  өз  орбитасымен  айналғанда оның  арақашықтықтығы 
бір  жылда  150  млн  км  ±1,7%  өзгеріп  отырады,  соған  сәйкес  1  м2 
бетке  атмосфераның  тыс  қабаттына түсетін  энергияның  қуаты  жы- 
лына 7%  шамаға өзгереді  (яғни, 4710-тен  5036  кДж/(сағ м2) дейінгі 
аральгқта) [15,24,41].
Күн  кеңістік  жағдайында  жерден  қарағанда  32 минут  бұрышпен 
көрінеді (3.4-сурет).
Күн
ООкм
Жер
0= 12
Г =  
1353  Вт/м 2
3.4-сурет. 
Күн мен Жердің геометриялық өлшемдері
Күн сәулесінің таралу жылдамдығы 3 • 11| м/с ол жер бетіне шама- 
мен 8 минутга жетеді.
Жоғарьщағы  мэліметтерді  біле  тұрып,  күн  сәулесінің  элеуетін
39
'7і

сфераның
анықгауға  болады.  Егер  күн  тұрақгысын 
янмна  көбейтсек, 
4пК2
  (К 1  жердің  күннен
0
1353
ракашықгығын),  онда  күннің  қуагы Ц
3,86  11Щ
  Вт тең.  Күннің 
нергиясы күннің жоғары жіңішке қабагты фотосферасынан тарал
3.3 Күн радиациясының спектрлік бөлінуі
энергиясының спектрі атмосфераның
аралығында  орналасқан.  Жобамен 
спектрдің  көрінетін,  44%-ы  ннфрақызыл,  ал  9%-ы
ултрафиолетт
Жер  атмосферасының  шекралық  тыс  қабатында  күн  радиа-
бұл  абсолюттік
сәулененуіне сэйкес келеді.
үльтракүпгін
имфрөқызыл
рент аөнт і
көрінетін
радион топқын
3.5-сурет. Күн радиациясының спектрге бөлінуі
Бүл толқын үзындығы  0,2-ден  4  мкм-ге  дейінгі  ультрафиолетпк 
сэуле, 0,4-0,78 мкм аралығындағы көрінетін сэуле жэне инфрақызыл 
ұзын  толқынды  сәулелерді  күрайды.  Күн  сэулесінің  ең  үлкен
—  қарқындылығы  0,5  мкм  толқын
энергетикалық  потенциалы  -
үзындығына келеді (3.5, 3.6-суреттер) [15,  19, 25].
Көптеген  мақсаттарда  (мысалы,  жылу  қүбылыстарында)  күнді
абсолюттік қара дене деп алуға болады.
3.6-суретте  абсолюттік  қара  дененің  энергетикалық  спектрі 
көрсетілген  ордината  осінде  энергия  тығыздығы,  абцисса  осінде 
аралық толқын үзындығы (эртүрлі температураға сәйкес).
5500К
3 2 0 0 К
1500К
1200  1600  2000  2400  2800 3000 А.нм 
3.6-сурет. Абсолюттік қара дененің энергетикалық спектрі
40

Біз көріп тұрғандай күн энерғнясының жартысына жуығы толқын 
ұзындығы  0,35-0,75  мкм  аралығында  топталған,  бұл  спектрдің 
көрінетін  бөлігі.  Күн  энергиясынның  қалған  бөлігі  ултрафиолеттік 
спектрдің меншігіне тиеді, толқын ұзындығы 0,3 мкм, ол кіші бөлігі, 
ал  үлкен  бөлігі  инфрақызыл  аймағы,  соңғысы  бізге жылу береді  [6,
19,25,41].
Күнді  абсольюттік  қара  дене  десек  онда  өзі  аты  айтып 
тұрғандай  қара  дене  барлық  толқын  ұзындығындағы  энергияны 
жұтып  отырады.  Жалпы  абсолюттік  қара  денеге  жалынның  қара 
күлін және де жанған  ағаштың қара көмірін,  қара материалдарды 
жатқызуға болады.
Қара  дененің  сәулеленуі  тең  қалыпты  жэне  сәулеленуі  дененің 
табиғатына  байланысты  емес,  сәулелену тек  қана дененің темпера- 
турасына тәуелді. Қара денеден таралатын энергияның толық шама- 
сы (сэулелену беті  1  м2-тен  1  сек-та)
Е(Т)=аР,
 (3.1)
мұндағы, 
л=5,67-10
1  Вт/^м^-К4), 
Т— қара  дененің  Келъвин  шкаласы 
бойынша ыстъщтыгы.
Бұл заңдылыққа
 а — 
Стефан-Болъцман түрақтысы деп аталады. 
Бұл заң осыдан бір гасыр бүрын Стефанның зерттеу жұмысымен, 
Болъцманның  теориялық  еңбегімен  табылып,  термодинамика 
мен  электродинамиканың  сәулеленуіндегі  классикалық  заңдардан 
туындаган.
Квант  заңдылыгына  негізделген  абсолюттік  қара  денеден  та- 
райт ын  энергияның  шыгу  спект рі  қалыпты  болатындыгын 
М.  Планк зерттеу жұмыстарын жүргізе отырып шыгарган.
Вин  заңы
  абсолютті  қара  дененің  сәулеленуінің  энергиясының 
шекті мэніне сәйкес келетін 
толқын ұзындыгы \ т,
 абсолютті темпе- 
ратурасына (ыстықтығына) кері шама екенін белгіледі.
*
 
Ь
мұнДа 
Ь=2,898-Ш3 м*К
 (3.2)
Абсолюттік  қара  дененің  спектрлік  қуаттылығының  толқын 
ұзындылығына  сәйкес  бөлінуін  Планк  тағайындады.  Бұл  заңда 
сәулеленудің  қуаты 
£{Л,  Т )  
-
 бірлік  аралықтағы  толқын  ұзындығы 
Я  мен жэне абсолюттік қара дененің ыстықтығымен анықтайтынын 
көрсетеді.
41

£
и,т)
4
я
2Һ2
с
2
 
1
я5 
2 
лһс
(3.3)
екп
  - 1
е(Л, Т )
=
е(у, Т \   ,
А
 
(3.4)
һ
 =  6,26176 -Ю "34 
Дж-с.
Бұл ережеден термодинамикшіық тепе-тецдіктен  бзсқз кванттық 
табиғэты  бар  абсолюттік  қара  дснснің  сәулслсну  энсргиясы  туады, 
яғни  сәулслсну  энергиясы  жскс-жскс  квант  энсргиясының 
Һ
у
қосындысына тең. 
;
Байқап царасац
 
®
=  
(3.5)
о
Абсолюттік қара дененің бірлік беттен таралатын толық энергия- 
сы  бірлік  сәулеленуі  бұрышына  2тг  тең,  1  секундта  барлық толқын 
ұзындығының аралығында таралатын  энергияның шамасы  Стефан- 
Больцман  заңдылығымен  сэйкес  келеді,  сондықтан  денені  оның 
интегралдық сэулелену қабілеті деп айтады.
Жоғары заңдылыққа сэйкес Күн бір қарағанда абсолют қара дене- 
ге  ұқсас.  Атмосфералық құбылыстарға  байланысты  жердің  бетінде 
күннің  сәуленену  қарқындылығы  атмосферадан  тыс  қабатпен 
салыстырғанда төмен.
Бақылау сұрақтары:
1. Күннің жерден қашықтығы. Күн сэулесі ағынның қуаты қанша 
кВт-ты құрайды жэне күннің химиялық құрамы қандай элементтер- 
дентұрады? 
-  
••
2.  Күннің  ішінде  секундына  қанша  материяны  энергияға  айнал- 
дырады жэне олардың атомдық элменттері қандай күйде болады?
3. Плазма -  ол қандай қоспалардан құралады?
4. Термоядролық тектесу дегеніміз не?
5. Күнді ұстап іұратын қандай күш?
6.  Күннің  орталық  аймағында  ыстықгығы  жэне  одан  бөлінетін 
энергия қалай жүреді жэне оның формуласы қандай?
42

7. Күн қандай қабаттардан тұрады?
8.  Жер  күннен  қанша жылу алады,  оның  қанша  пайызын  атмос- 
фера қабатынан жэне бұлттардан кері шағылдырады?
9.  Күн  энергиясының  жерге  түсетін  жылдық  мөлшерінің  оның 
қанша бөлігі жердің құрғақ бөлігіне түседі?
10.  Күннен  жылына  1  м2 жерге  түсетін  энергиясының  шамасы 
неге тең?
11. Күн радиациясының жылдық орташа тығыздығы қандай?
12.  Күн  радиация  ағынының  атмосферадан  тыс  жоғарғы  шектік 
қабатындағы  тығыздығы  қандай  шаманы  құрайды  оны  қалай 
атайды  ?
13.  Күн  энергияның  бір  сағатта  1  м2 ауданға түсетін  орташа  ша- 
масы неге тең?
14.  Жер  Күнді  өз  орбитасымен  айналғанда  оның  арақашықтық- 
тығы бір жылда қанша пайызға өзгеріп отырады?
15. Күн кеңістік жағдайында жерден қарағанда қандай бұрышпен 
көрінеді?
16.  Күн  энергияның  спектрі  атмосфераның  жоғарғы  тыс 
қабатында қандай толқын ұзындығы аралығында орналасқан?
17.  Жобамен  күн  спектрының  қанша  пайызы  көрінетін 
инфрақызыл жэне ултрафиолетті бөліктерінде жатады?
18.  Жер  атмосферасының  шекаралық  тыс  қабатында  күн 
радиациясының сәулеленуі неше градусқа жетеді?
19. 
Күннің 
толқын 
ұзындықтарының 
көріну 
аймағы: 
ультрафиолетгік  сәуле,  көрінетін  сэуле  жэне  инфрақызыл  ұзын 
толқынды сәулелер аймағы.
20.  Күн сәулесінің ең үлкен энергетикалық әлеуеті бар аймақтың 
толқын ұзындығы қандай?
21.  Қара  денеден  таралатын  энергияның  толық  шамасы  қандай 
формуламен анықталады?
22.  Квант  заңдылығына  негізделген  абсолюттік  қара  дене- 
ден  тарайтын  энергияның  шығу  спектрін  кім  анықтаған  жэне 
Вин 
зацдьиіыгы нені тагайындайдыі
43

4.  КҮН СӘУЛЕСІНІҢ ЖЕР АТМОСФЕРАСЫМЕН ӨЗАРА 
ӘСЕРЛЕСУІ. КҮН 
РАД
ИАЦИЯСЫНЫҢ ТҮРЛЕРІ ЖӘНЕ
ОНЫ ӨЛШ ЕЙТІН АСПАПТАР
атмосферада ж ұты луы
анысты әрекеттесуі
Күн сэулесінің энергиясын Жер бетіне түсетін қарқындылығы ат-
мосферадан тыс шеткі қабатпен салыстырғанда едэуір төмен, себебі
оның  атмосфералык  қабаты  арқылы  өтетін  жарықтық  сәулелермен
болатын біркатар атмосферадағы үдерістердің әсерінен төмендейді.
Күн  бетінің  физикасын  үлғайтқыш  оптикалық  аспаіггардың
көмегімен  бақылай  отырып,  оның  бетіндегі  күңгірт  аймақтарды,
Ійй
алауларын
бақылауға болады.
жалпы
спектрдің ультракүлгін
• 
•
аныкталған
#  
• 
•
4.1-сурет. Жердің магнитосферасы. Күн желінің Жердщ магнитак өрісіне
эсер етуінен қалыптасатын гарыштық кеңістіктегі жагдайлар
44

Күн  бетінің  жағдайына  тағы  басқа  бір  қүбылыс  -   күн  желі  өте 
күшті  әсер  көрсетеді.  Бүл  негізінен  Күн  шектерін  тастап  эрі  қарай
күн  жүиесі  арқылы  секундына  жүздеген  километр  жылдамдықпен 
зымырауға  жеткілікті  энергияға  ие  болатын  протондардан  түратын 
заттың ретсіз орын ауыстыруы.
Мүндай  бөлшектер  ағынының  Жердің  магниттік  өрісімен 
эсерлесуі полярлық шүғылалардың пайда болуына себепкер болады 
жэне радиотолқындардың таралуына бөгет болады.
Дегенмен Жер бетіне Күннен орасан зор -  жылына 66,8-1016 кВт 
сағ жуық энергия түседі [6,15,19,38].
Алайда атмосферадағы  эрқилы  күрделі  эсерлесулердің салдары- 
нан жер бетіне күн энергиясының тек бір бөлігі ғана жетеді.
Знергетикапһщ агын  шашсы 
^  
^   Вт/и 2
Ш 
Зшссии
Щтьщ
ІШіиау
V
Щ  ЛатенОі  жылу
Атхюсфера
А)
Б)
4.2 а, б-сурет. 
Күн сэулесі атмосфера арқылы өткенде
туьшдаитын өзгерістік жағдаилар
Атмосфераның  Жер  бетінен  25  км  жэне  одан  да  қашықтағы 
жоғары  қабатгарында  ультракүлгін  сәулеленудің  жүтылуы  мен  ша- 
шырауы жүреді.
Толқын  ұзындығы  0,32  мкм-нан  аз  фотондардың  әсерінен 
озонның  0 2  жэне  О-ге  ыдырауы  жүреді.  Осылайша,  ультракүлгін 
сәулеленудің  барлық  дерлік  энергиясы  О,  0 2  жэне  0 3-тің  ыды- 
рау  жэне  бірігуінің  тұрақты  үдерісін  қолдауға  жүмсалады,  оның 
нәтижесінде атмосфера арқылы  өту  кезінде ультракүлгін  сәулелену 
аз  энергиялы  сәулеленуге  түрленеді.  Жэне  бұл  біздің  бақытымыз, 
өйткені  ультракүлгін  сэулелену  теріні  күйдіреді,  көзді  зақымдайды 
жэне тіпті өлім қаупі болуы да мүмкін.
45

Су тамшылары  да  күнмен  сәулеленуді  дәл  осылаи  күшті  шашы- 
ратады.  Олардың жоғары тығыздығы кезінде,  мысалы, ауыр бұлтга, 
шашыраудың күштілігі сондай, тіпті фотондардың 80%-ы кері ғарыш
кеңістігіне қайта шағылады.
Атмосферамен  эсерлесудің  нэтижесінде  Жер  бетіндегі  күнмен
сэулеленудің 
қарқындылығы 
оның 
атмосфераның 
жоғары
қабаттарындағы  мәнімен  салыстырғанда  екі  еседен  астам  азаяды
(4.2-сурет).
Осылайша  энергияның  спектрлік  таралуы  да  елеулі  өзгереді 
(4.3-сурет).
Толқын ұзындыгы (микрокн) 
4.3-сурет. Күн сэулесінің спектрлік
сипаттамасы
шарының  кез  келген  нүктесіндегі 
анықтайтын негізгі фактор болып ( 
былады.
Күнмен  сәулелену  атмос- 
фера  арқылы  өту  кезінде тағы 
бір 
айтарлықтай 
кедергіге 
тап  келеді  -   бұл  су  буының, 
көмірқышқыл  газының  және 
тағы  да  басқа  сәулеленуді 
жұтатын  қосылыстардың  мо-
лекулалары.
Бүл  эффекгілердің  барлығы 
атмосфераның күрамьша тэуелді 
бол ады жэне бір орыннан екіншісі 
орынға  дейін  байқаларлықгай 
өзгереді. 
Күн 
сәулесінің 
өтуіне 
үлкен 
қалалардьщ
0 
атмоферасьшьщ едэуір ластануы,
теңіз  жағалауындағы  су буьшьщ 
жоғары  мөлшері,  бүлтгылық 
жэне т.б. кедергі келтіреді.
Бірақ, 
шамасы, 
жер 
күн  сәулесінің  қарқындылығын 
ның жүріп өткен жолы болып та-
4.2 
Оптикалық маңыз (масса)
Тікелей  күн  сәулелерінің  атмосфера  арқылы  жүріп  өткен 
қашықтығы түсу бүрышына (зениттік бүрыш) жэне бақылаушының 
теңіз деңгейінен орналасу биіктігіне тәуелді болады (4.4-сурет).
46

Біз  аспан  бұлтсыз,  шаңсыз  немесе  ауаның  ластануынсыз 
ашық  деп  жорамалдаймыз.  Атмосфераның  жоғары  шекарасы  дэл 
анықталмағандықтан, өтілген қашықтықтан гөрі маңыздырақ фактор 
сәулеленудің  атмосфералық  газдар  жэне  булармен  әсерлесуі  болып 
табылады.  Қалыпты  қысым  кезіндегі  атмосфера  арқылы  қалыпты 
өтетін  тура  сәуле  ағыны  ауаның  белгілі  бір  массасымен  эсерлеседі. 
Ол сэуленің көлбеу түсуі кезіндегі жол ұзындығын ұлғайтады.
2-Зенит
4.4-сурет. Оптикалық маңыз (масса) 
т
  = 
зесӨ
1  -  
т
  коэффиңиентіне  көбейтілген  жүрілген  жолдың ұзындығы;
2  -   қалыпты  түсу  кезіндегі  жолмен  салыстырғандагы  сэуленің  Ө, 
бұрышымен  көлбей  түсуі  кезіндегі  жол  ұзындығының  ұлғаюы 
оптикалық  масса  деп  аталады  жэне 
т
  символымен  белгіленеді  [6,
19,27,38].
Оптикалық  масса  үшін  АМ  қысқартылуы  қолданылады.  АМО 
нөлдік  атмосфераға,  яғни  атмосферадан  тыс  ғарыштық кеңістіктегі 
сэулеленуге;  АМІ  сәйкес  келеді 
т=1
  Күннің  зенитте  орналасуына 
сәйкес келеді; АМ2 — 
т=2
 жэне т.с.с.
4.4-суретінен жер бетінің қисықтығын есепке алмағанда мынаны
аламыз.
т=$есЪг.
 
(4.1)
АМ-ның  атмосфералық  қысымға  немесе  бақылаушының  теңіз 
деңгейінен орналасу биіктігінен тэуелділігі жеке есептелінеді.
47

Бемпорад бойынша атмосфера массасы
4.1-кесте
2
0°
о
о
сп
М
1,00  1
1,15
60
2,00
75°
85°
90°
3,82
10,40
40,00
Шагылу  -   орта  есеппен  гарыштыц  күн  сәулестщ  царқын- 
дылыгының  30%-ы  гарыштық  кеңістікке  кері  цараи  шагылады. 
Сәулеленудің  көп  бөлігін  бұлттар  шагылтады,  аз  бөлігін
  -  
Жер
бетіндегі қар мен мұз шагылтады.
Қалған  қысқа толқынды  сәулелердің тығыздығы  шамамен  (У іу
1,3 кВт/м2
1
1  кВт/м2
 кұрайды.
Шағылу коэффициенті р - 
альбедо
 деп аталады.
4.3 Жылыжай әсері және ұзын толқынды сәулелену
Егер  Жердің  радиусы  К.,  ал  ғарыштық  күнмен  сәулеленудің 
қарқындылығы  (күн  тұрақтысы)  Зо  болса,  онда  Күннен  алынған
энергияның шамасы мынаны құрайды 7
і
К.2(1  - Р0)$о-
Бұл  энергия  Жердің  ғарыш  кеңістігіне  тарайды  сэулелік
энергиясының шағылдырғыш қабілеттілігі 
е=1
  жэне Жердің орташа 
температурасы Г  тең болғанда
я й ! (1 -  
р„
 )С0  =  4 яК 2о7;4 , 
(4.2)
демек, 
. • і 
1
":' 
ё £ ф іг
Т
  »  250а:  = -2 3 ° С .
« Н Н Ік зу іш  
е
ш
Ғарыштан  бақылағанда  Жер  бетінің ұзын  толқынды  сәулеленуі- 
нің  спектрлік  таралуы  250  К  температурадағы  абсолюттік  қара
дененің спектрлік таралуына сэйкес келеді.
Атмосфераның  сэулеленуі  Жер  бетімен  қатар  қарама-қарсы 
бағытга да таралады. Жердің қара денесінің сэулелендіргіш ретіндегі 
тиімді  температурасы  Жер  бетінің  емес,  атмосфераның  сыртқы
қабаттары сэулелендіретін температураға баламалы.
Жер  бетінің  орташа  температурасы  14°С  шамасын  құрайды, 
бұл  осы  жағдайда  инфрақызыл  жылу  оқшаулағыш  экранның рөлін 
атқаратын сыртқы атмосфераның температурасынан шамамен 40°С-
қа жоғары.
48

Бұл  температураның  жоғарылауы 
жылыжай  әсері
 деп  аталады, 
өйткені  бау  жылыжайының  шынысы  да  дэл  осылай  инфрақызыл 
сәулеленуді жылыжайдан сыртқа шығармайды, бірақ қысқатолқынды 
күнмен сәулеленуді ішке өткізеді.
Ауа толықтай дерлік мөлдір болғандықтан, Жер бетіндеғі дене 
өзін  сол  сәтте  қоршап  тұрған  ауамен  емес,  одан  ғөрі  салқынырақ
атмосфераның  жоғарғы  қабаттарымен  сәулелік энерғиямен  алма- 
сады.
Бұл жағдайда атмосфераның жоғарғы қабаттары 
аспан темпера- 
турасы
 деп аталатын денені қоршаған ауаның  Г  температурасынан 
төменірек 
Т
  температуралы  ерекшеленген  кеңістік түрінде  болады. 
Жүргізілген бағаларға сәйкес
Т8 х Т а ~ 6°С>
 
(4.3)
Дегенмен,  шөл  далалы  аудандарда 
Та
  - 
Т=
25°С  дейін  жетуі 
мүмкін.
4.4  Күн радиациясының түрлері  және оны өлшейтін аспаптар
Метеорологияда  сэулелік  энергия  ағындары  толқын  ұзын- 
дықтары 0,2-ден 5,0 мкм-ге дейінгі қысқа толқынды радиаңияға және 
толқын  ұзындықтары  5,0-ден  100  мкм-ге  дейінгі  ұзын  толқынды 
радиацияға бөлінеді.
Қысқа толқынды күн радиациясының ағындары:
-  тікелей;
-  шашыранды (диффузиялық);
-  қосынды.
\Ү-күн  энергиясы
  деп  электромагниттік  толқындармен  тасымал- 
данатын энергияны атайды.
Халықаралық  бірліктер  жүйесінде 
IV
  сэулелену  энергиясының 
бірлігі болып -   1  джоуль саналады.
Сәулелік ағын -  Фэ келесі формуламен анықталады:
Ф = Ш ,
 
(4.4)
мұндағы, 
IV -   і
  уақытындағы  сәулелену  энергиясы. 
Ш=1Дж,  (=1с 
деп шамалай отырып, мынаны аламыз: 
1(Ф )=1Дж/1 сек=1 Вт.
49

Сәулеленудің  сәулелік  агынының  тыгыздыгы  (радиация 
агыны - 1)
 келесі формуламен анықталады:
І=Ф /5,
 
(4-5)
мұндағы, Фэ -  5 жер бетіне біркелкі түсетін сэулелену а*ьшы.
Ф 
=1Вт Э 5=1м2
 деп  шамалай  отырып, 
1(Е)=1Вт/ 1 м2=1  Вт/м2
аламыз.
I  
тікелей  күн  радиациясы  -   күн  дискісінен  түсетін  жэне 
жазықтықта  өлшенетін,  күн  сэулелеріне  перпендикуляр  сэулелену
ағыны түрінде болады. 
' 
н -
Көлбей  бетке  түсетін  радиация  келесі  формула  бойынша
есептеледі;
5=1  зіпһ,
 
(4-6)
т
Мүндағы, 
һ
 -  күннің көкжиекпен салыстырғандағы биіктіғі.
Тікелей түсетін  күн  радиациясын  өлшеу үшін  Савинов-янишев-
ский актинометрі қолданьшады.
Атмосфераға көтерілғен атмосфералық ғаздар молекулаларының,
су тамшыларының  немесе  бүлттардың  мүз  кристалдары  мен  қатты
бөлшектердің  күн  радиациясын  шашыратуы  нэтижесінде  көлбей
бетке  Күн  дискісінің  радиусы  5°  күн  төңіреғіндеғі  аймақган  басқа
аспан  күмбезініц  барлық нүктелерінен  түсетін радиация  шашыран-
ды күн радиациясы Э деп аталады.
Толық  (Жиынтық)  күн  радиациясы  0   -   көлденең  бетке  түсетін
сәулеленудің екі түрін қамтиды: тікелей жэне диффузиялық;
Жер
жүқа қабатында жүтылады да, жылуға айнала
ал
Күн  радиациясының  жер  бетінен  шағылуы  сол  беттің  сипатынг 
тәуелді.  Шағылған  радиацияның  мөлшерінің 
(К ^
  аталмыш  бетк< 
түсетін радиацияның жалпы  мөлшеріне 
(0 )
  қатынасы  бетгің альбе
50

аталады.  Бұл
йызбен өрнектеледі:
А = — 100%
 
(4.8)
£
Пиранометр  мен  альбедометр  іс  барысындағы  бетке  келетін 
жиынтық,  шашыранды  радиацияны  жэне  іс  барысындағы  беттен 
шағылған радиацияны  бақьшау үшін  қызмет  етеді.  Тікелей,  шашы- 
ранды  жэне  шағылған  радиацияның  қысқатолқынды  ағындарынан 
айырмасы  жер  бетініц  жэне  атмосфераның  жылулық  сәулеленуі 
спектрдің корінбейтін инфрақызьш бөліғіне сэйкес келеді.
Жер 
бетінің 
жэне 
атмосфераның 
жылулық 
сэулеленуін
Жер
Жердің сәулелену толқынының 
не одан астам аралықта өзгеріп
(Е^)
  деп  атайды.  Жер  бетіне  келетін  атмосфералық  радиацияны 
атмосфераның  кездейсок  сэулеленуі  немесе  карсы  сәулеленуі 
(Е^ 
деп  атайды.  Жер  бетінің  өзіндік  сәулеленуі  мен  атмосфераның
эулеленуі  арасындағы  айырманы  тиімді  сәулелену 
(Е А
деп атайды
Күнмен,  Жер  бетімен  жэне  атмосферамен  сэулелендірілетін 
энергия  жэне  оның  түрленулері  зерттелетін  геофизиканың  бөлімі 
актинометрия,  ал  радиацияның  эрқилы  түрлерін  өлшеуге  арналған 
аспаптар -  актинометриялық аспаптар деп аталады. 
Савинов-Янишевский актинометрі АТ-50 
Актинометр  тікелей  күн  радиациясын  өлшеуге  арналған  жэне 
бақылау қүралы ретінде қызмет ете алады [6,  19,24,25].
Радиация  қабылдағыш  ретінде  күміс  фольгадан  жасалған 
қалыңдығы  20  мкм  және  диаметрі  11  мм  жүқа  дискі 
1
  қызмет 
етеді  (4.5-сурет).  Дискінің  сыртқы  жағы  (күнге  қаратылған)  ар- 
найы  лакты  жабынмен  қарайтылған,  ал  ішкі  жағына  папирос 
қағаз  арқылы  36  тақ  термобатареяның  дәнекер  жапсарлары 
2 
жапсырылған.  Сыртқы  жүп  дәнекер  жапсарлар 
3
  біршама  ауыр 
мыс  сақинаға 
4
  бекітілген.  Термобатарея  мыс  сақинамен  бірге
51

сырткы  ұшында  кабылдагыш  саңылау  кызметін  аткаратын
М  
тт  шшшт
 
V  
V   V  
I  
1  
Ж 
Я
  Ж   Ж  
Ж   Ш  К  
Ж  
Ш
  •  
I  
»   # 
I  
■   ■ 
Я
  ■  
Р
диафрагмасы
д п а г а ^ і р »   -
ь
-
^
---------- т
г
 
.
.
.
7  (4.6-сурет)  орналастырылған.  Түтіктің  ішінде тағы  да диаметрі 
бойынша  кеми  беретін,  диаметрі  10  мм  болатын  ең  кшіісі  термо-
диафрагмалар  қатары  бар.  Бүл
фрагмалар
ш
р
а
і   ш
и
л
и
^
 
—
 
-
-
1
—
 
г   ’  
-
тең денелік бұрыш кұрады. Темробатареядан шығатын сымдар 
12 
қысқыштар арқылы гальванометрге жалғанады.
4.5-сурет. Актинометрдің 
термобатареясы:
1 -  қабылдагыш пластина;
2
 -  
термобатареялар;
3 -  папирос қагазы;
4 -  мыс сақина.
Гальванометрдің  көрсеткіштері 
термотоктың  күшіне  пропоцио- 
налды,  демек,  тікелей  күн  радиа-
циясының 
энергетикалық 
рықталуына да пропорционалды
жа-
Актинометрдің
корпу-
сы  тіреуге 
10
  жэне  көрсеткіш
салынған
көрсеткіштің  көмегімен  біз  аспап-
солтүстікке
8  ендіктер  шкаласы  9  көмегімен 
әлем  осі  бойынша  орнатылады. 
Актинометр 
бойынша 
бақылау 
жүргізу  үшін  оны  термобатарея 
Күнге  көзделетін  етіп  багдарлау
Янишевский
актинометрі
қақпақ;
2 ,3 -
 винттер
ишулер
қажет,  ол  үшін  аспаптан  қақпағын 
экран; | 1  |||Щ | 11 тұтік
ось;
1 
алып  түтіктщ  ғ 
Күнге бағыттайды.
9 
-  ендіктер секгоры; 
1 
табан; 
12
 — сымдар
тіреу; 
11 -
-саңылау
52

Бұл  кезде экранда 5 концентрлі  көлеңке қалыптасатындай түтік- 
тің орналасуына қол жеткізе отырып, 
3
 жэне 
6
 винтгарын басқарып 
отырады,  ал  күн  сәулесі  диафрагма  жақтауындағы  саңылаудан 
13 
«күн шүғыласы» түрінде өте отырып экранға салынған қара нүктеге 
түсуі  қажет.  Бүл  жағдайда  аспаптың  сезімтал  элементі  (термобата- 
рея) күн сәулелеріне перпендикуляр бағытталған.
Янишевскийдің термоэлектрлік пиранометрі
Бүл  аспап  аспан  күмбезімен  қатар  жер  бетінде  орналасқан  зат- 
тардан да келетін  жиынтық және шашыранды радиацияны өлшеуге 
арналған.  Егер  бүл  аспаптың  радиация  қабылдағышын  созьшып 
жатқан  бет  жагына  қарай  бүрса,  онда  ол  шағылған  радиацияны 
тіркейді.
Қазіргі  уақытта  метеорологиялық  станцияларда  қолданылатын 
пиранометрлерде (4.7-сурет) қабылдағыш қызметін шахмат тақтасы 
тэрізді ақ-қара өрістерге боялған шаршы термобатарея  1  атқарады.
Пиранометрлерде 
манганин 
мен 
константаннан 
қүралған 
тізбектеле  жалғанған  термоэлементтер  батареясы  қолданьшады. 
Термобатареяның  беті  қара  (күйемен)  жэне  ақ (магнезиямен)  бояу- 
мен  жабьшған,  осьшайша,  жұп  дәнекер  жапсарлар  бір  түске,  ал 
тақтары  -   басқа  түске  боялады.  Бүл  жабындардың  пайдаланылуы 
күйе  мен  магнезияның  спектрдің  ұзынтолқынды  бөлігіндегі  жүту 
қабілеті бірдей болғандығына байланысты. Қысқатолқынды аумақта 
күйе магнезияға қарағанда қарқындырақ жүтады, міне спектрдің дэл 
осы бөлігінің есебінен дэнекер жапсарлар арасында температура ай- 
ырмасы туындайды.
Пиранометрдің  термобатареясы 
1
  оқшаулағыш  қабат  арқылы 
аспаптың корпусына бекітілген.
Термобатареяның  шеткі  термолементтерінен  корпустың  төменгі 
жағындагы  қысқыштарға  өткізгіштер  шығады  (суретте  олар 
көрінбейді).  Шахматтық  тэртіпте  боялған  бүкіл  термобатарея  өз 
қүраушысы  бойында  шыны  қақпақша  бүрандаланатын  винттік  ой- 
масы 
3
  бар  дискінің  шаршылай  ойығына 
2
  бекітіледі.  Шыиы  жар- 
тысфера термобатареяны  механикалық бүзылудан қорғаныс ретінде 
ғана  емес,  сонымен  қатар  ең  әуелі  желдің  эсерінен  қүтылу  үшін 
қажет.
Бүкіл  термобатарея  дискі  жэне  шыны  жартысферамен  бірге
5  мосылы 
4
  тіреуге  винттеледі,  мосының  көмегімен  аспаптың 
қабылдағышын  көлденең  деуге  болады  (4.7-сурет).  Дәл  осы  мо-
53

енендігін  қадағалауға
С Ы Д а   а с / і і а и  
----------- 
' 
. 
ч
шартәрізді денгей бекітіледі (суретге керсетшмеген).
_ _т ж ж Ж 
1 1 - Д  I   1  I   I   / 1   Н  Т  
Н
металл
шеүіс 
Ч
 
^
көмегімен  аспаптын  қабылдагыш  бетін  тшелеи  күн  сәулелершен 
көлеңкелеуге  және  осы  уақытга  тек  шашыранды  радиацияны 
өлшеуге  мумкіндік  беретін  колеңкелі  экраны  9  бар  жеңіл  дюральда
түтік
ік 
о  искиіл^м *. 
_
Оқгаушаның  ұзындыгы  экран  дискі  қабылдагыштың  ортасы- 
10°  бұрыштан  көрінетіндей.  Қабылдағыштың  ашық  күиінде
ф
жиынтық радиация өлшенеді
жартысферамен
алады, бұл
өлшеуге
Ш а і ы л і а п  
V-— п —  
лг 
’  •
 
„   ,ч
(сәулеленудің  ұзынтолқынды  бөлігін  шыны  сфера  жібермеиді). 
Шыны  жартысфераны  қорғау үшін  аспаптың басушы  қақпақшамен
жабдықгалған.
4.7-сурет. Янишевский пиранометрі: а-басұш ;  1  -  термобатарея.
2 -  диск; 3 -  винттік ойма; б -  сыртқы түрі.
54

Жылжымалы альбедометр
Далалық  жэне  арнайы  зерттеулерде  пнранометрді  бір  орыннан 
екіншісіне  дүркін-дүркін  орын  ауыстыру  қажет  болады  (мысалы, 
маршрутты  зерттеулерде).  Бұл жағдайларда аспапты  көлденеңдеуге 
кететін жалпы уақыт біраз көбейіп кетеді.
Жылжымалы  альбедометр  бұл  шығындарды  минимумға  теңеуге 
мүмкіндік  береді,  өйткені  оньщ  аспаптың  қабылдағыш  бетін  авто- 
матты  түрде  дәлме-дәл  көлденең  қалыпқа  келтіретін  қүрылғысы  бар. 
Альбедометрдің  басұшы  пиранометрдің  басұшьша  пара-пар,  алай- 
да  аспашъщ  қабылдағыш  бетін  автомапы  түрде  көлденең  қалыпқа 
келтіретін қүрылғы -  карданды аспаға бекітіліп қойылған (4.8-сурет).
Карданды  аспа  екі  металл  сақинадан 
1
  жэне 
2
  тұрады.  Ішкі 
сақинаның 
1  5
  жэне 
6
  жарты  остері  арқылы  сыртқы  сақина  2 
ішінде  айналу  еркіндігі  бар.  Өз  кезегінде  пиранометрдің  басұшы 
8
  бекітілген  қуыс  түтіктің 
7,  5
  жэне 
6
  жарты  остеріне  қатысты  90 
градусқа ығысқан 
3
 жэне 
4
 жарты осьтерінде айналу еркіндігі бар.
6
4.8-сурет. Жылжымалы альбедометр: а) жоғары қалпы;  б) төмен қалпы
Осылайша,  альбедометрде  айналу  еркіндігінің  қос  дэрежесі 
бар,  бұл  оның  ауырлық  күшінің  эсерінен  автоматгы  түрде 
көлденеңденуіне  әкеледі.  Альбедометрдің  басұшы 
8
  түтікке  7 
винттеледі,  түтік  ойықтар  бойымен  сақинаның  /  ішінде  жоғары- 
төмен сырғанай алады.
Түтіктің  өз  ішінде  қабылдағыш  бетгің  сенімді  көлденеңделуін 
қамтамасыз  ететін  ңилиндрлік  жүкше-батырты  еркін  қозғалып
55

тапады  Жылжымалы  альбедометр  көмепмен  жүрпзш епн  бақы- 
лаулар пиранометрмен жүргізілетін бақылаулар тәрізді жүрпзіледі. 
Янишевскидін термоэлектрлік балансомері
Балансомер  іс  барысындағы  бетке  жиынтық  радиация  түрінде 
келетін  сәулелену  мен  осы  беттің  өзіндік  сэулеленуінщ айырмасын 
аныкгау  үшін  қызмет  етеді.  Жоғарыда аталып  өткен  акгинометрлік
аспаптардан  айырмашылығы,  балансомерде  екі  қабылдағыш  бет
болады.  Олардын  аспан  күмбезіне  қаратылған  біреуі  жиынтық ра-
диацияны 
д
  атмосфераның  сәулеленуімен  Еа  бірге  қабылдайды.  Іс 
барысындағы  бет жағына қарай  қаратылған  қабылдағыш  шағылған
кыскатолкынды  сэулеленуді 
ЦЦІйЙИ  |
жерлік  сэулеленуді  Еж  жэне  атмос-
фера
~ — ------------ Г  г  1
кабылдайды. Осьшайша, радиациялық балансты
формуламен
(0+Е
(4.10)
Балансомер  орта түсында 48x48  мм шаршы  ойығы  бар дөңгелек 
пластина 
1
  түрінде  болады,  ойыққа  келесідей түрде  даярланған ра- 
диация қабылдағышы орналастырылған (4.9-сурет).
Аспаптың  қабьшдағыш  бетінің  қызметін  жоғары  жэне  төменгі 
қабылдағышты  жауып  тұратын  жұқа  мыс  фольгадан  жасалған  екі 
бірдей  пластинка  атқарады.  Бұл  пластинкалардың  сыртқы  беттері 
жұту қабілеттілігі абслоют кара дененің жұту қабілеттілігіне жақын
арнайы кара лакпен қарайтылған. 
•
4.9-сурет. Тфмоэлектрлік балансомер: а) сыртқы түрі; б) жеке термобагарея
56

Пластиналардың  ішкі  жақтарына  10  термоэлектрлік  батарея 
бекітілген,  олардың  эркайсысы  константаннан  жасалған  жұқа 
металл  кесіндісімен 
(4)
  оралған  мыс  кесек 
(3)
  түрінде  болады 
(4.9-сурет,  б).  Әр  орамның  жартысы  күміс  жалатылған,  күміс 
қабаттың бітер орны термодәнекер қызметін, ал эр кесек термоба- 
тарея  қызметін  атқарады,  олар  өзара тізбектеле  жалғанған.  эрбір 
кесекте  50  орам  оралған,  солайша,  аспапта  500 термодәнекер  бо- 
лады.
Батареялардың  жүп  дәнекер  жапсарлары  бір  пластинканың,  ал 
тақгары  басқасының  жылулық  эсерін  сынайды.  Пластинкалардың 
температура айырмасы келетін жэне кететін радиацня ағындарының 
айьфмасына  пропорционалды.  Аспапты  тікелей  радиациядан 
көлеңкелеу  үшін  жеңіл  түтік 
(7)
  арқылы  топсамен 
(6)
  бекітілген 
экран 
(5)
  қызмет  етеді.  Жүмыс  істемей  түрған  кезінде  аспап 
қорғаныс  кабымен 
(8)
 жабылады.
Аспаптың  көрсеткіштері  желдің  жылдамдығына  айтарлықгай 
тэуелді. Өйткені оның қабылдағыш беттері қорғалмаған.
Сол  себепті  гальванометрлі  тіреуге  тікелей  жақындықта,  0,5-
1,0  метр қашықтықта үшына жел өлшегіш аспап (Фусс анемометрі 
немесе АРИ-49  қол  анемометрі)  бекітілген  биіктігі  2,3  метр  қада 
орнатылады.
Бақылау сүрақтары:
1. 
Күн радиациясының спектрлік бөлінуі.
2. 
Қара  денеден  таралатын  энергиянын  толық  шамасын 
анықтау.
3. 
Квант заңдылығына негізделген абсолюттік қара денеден та- 
райтын эиергияның есептеу.
4. 
Вин жэне М.Планк заңы.
5. 
Күн  сәулесінің  атмосферада  жүтылуы  жэне  оған  байланыс- 
ты әрекеттесуі.
6. 
Жердің магнитосферасы.
7. 
Күн  желінің  Жердің  магниттік  өрісіне  эсер  етуінен 
қалыптасатын ғарыштық кеңістіктегі жағдайлар.
8. 
Тікелей  күн  сәулелерінің  атмосфера  аркылы  жүріп  өткен 
қашықтығын анықтау. Оптикалык масса.
9. 
Жылыжайлық әсері және үзын толкынды сәулелену
57

10.  Күн радиациясының түрлері және оны өлшейтін аспаптар.
11.  Савинов-Янишевский  актинометрі  АТ-50  жұмыс  істеу
тэртібі.
12.  Янишевскийдің  термоэлектрлік  пиранометрі  жүмыс  істеу
тәртібі. 
„  .
13.  Жылжымалы  альбедометр.  Янишевскиидщ  термоэлектрлік
балансомері.
58

5. 
ЖЕР ЖӘНЕ  КҮН  ГЕОМЕТРИЯСЫ. 
АСПАН СФЕРАСЫНДАҒЫ  НЕГІЗГІ  НҮКТЕЛЕР
ЖӘНЕ  ШЕҢБЕРЛЕР
5.1  Аспан  сферадагы  негізгі нүктелер және иіенберлер
Күннің аспан бойымен тэуліктік қозгалысы Жердің өз осінен  ай- 
налуынан  болады.  Сонымен  күннің  тәуліюгік  қозғалысымен  қоса 
аспан  сферасында  тағы  бір  көрінетін  қозғалыс  түрі  бар,  ол  жердің 
күнді эллипстік траекториямен айналуы. Жердің өз орбитасымен бір 
айналып шығуына кеткен уақыт, бір жылға тең.
Осы қозғалыс салдарынан күннің көрінетін қозғалысы аспан сфе- 
расында үлкен шеңберді эклиптика деп аталады [2,9,  19, 25].
5.1-суретте  аспан  сферадагы  негізгі  нүктелер  және  шеңберлер 
көрсетілген.
5.1-сурет. Аспан сферадағы негізгі нүктелер және шеңберлер
Аспан  сферасы  —  бүл  өз  бетінше  қиялдағы  сферасы.  Оның 
центрі  шешілетін тапсырмаға байланысты кеңістіктің қандай да бір 
нүктесімен бірлеседі. Тік сызық аспан сферасының бетін екі нүктеде 
кесіп өтеді: жоғары 2  зенитте жэне төменгі 2> надирде.
Математикалық  көкжиек  -   аспан  сферадағы  үлкен  шеңбер,
2   Зенит
Сол
Рв
Ш8ИГ 
Ём (  Нагм)
3
 
көкжиек
түстік
2* 
Надир
59

оның  жазықтыкгығы  тік  сызыққа  перпендикуляр.  Математикалық 
көкжиекгің  N  нүкгесі  солтүстік  нүкте,  §  нүктесі  -   оңтүстік  нүкте 
Деп аталады. N5 сызығы 1  жарты күндік сызық деп аталады.
Аспан  экваторы  -   әлем  осіне  перпендикуляр  үлкен  шеңберді 
атайды. Аспан экваторы  математикалық көкжиекпен шығыс Е және
батыс XV нүкгелерінде қиылысады. 
- у І І Ш Н И І
Аспан  меридианы  1   аспан  сферасының  үлкен  шеңбері,  ол  |
зенитінен,  Р  элем полюсінен, 
Р’ 
әлемнің оңтүстік полюсінен, 
Т
 на- 
дирден  өтеді.  Әлем  осі  аспан  сферасының  Р  жэне  Р’  нүктелерінде
— элем полюсінде қиылысады. 
•:
Эклиптика  (гректің  екіеірзіз  -   іүгы лу),  астрономияда  -   аспан 
сферасындағы  үлкен  шеңбер,  күн  қозғалысының  жылдық  траек- 
ториясы  көкгемгі  жэне  күзгі  күн  мен  түннің  теңелуі  нүкгелерінде 
аспан  экватормен  23°27’  бүрыш  астында  қиьшысады.  Эклиптика- 
ны  бойлай  зодиак  шоқжүлдыздарды  орналасқан.  Былай  айтқанда,
эклиптика жоқ, ол абстрактілі үғым.
Жер  орбитасының  радиусы  шамамен  1,5  108  км-ге  тең,  оны
астрономиялық бірлік ретінде қабылдаған (а.е.) жылына осы мәннен
максимал ауытқуы  1,5%-тен аспайды [19,  15,24,25].
Жер,  өз  орбитасымен  қозғала,  әлем  кеңістігшде  өз  осін  айналу
бойынша өзгермес теңдігін сақтайды.
5.2 Күнніц көрінетін тәуліктік және жылдық қозғалысы
Жердің  айналу  осінің  Жер  орбитасы  жазыктығына  көлбеу 
бүрышы  66°33>  тең,  демек,  жер  орбитасының  жазыктығымен  жер 
экваторының жазықтығының арасындағы бұрыш 23°27> тең.
5.2-сурет. Жердщ айналу осінің Жер орбитасы жазықгығына
көлбей айналу бүрышы
60

5.3-сурет. Күннің жылдық қозғалыс траекториясы
Мысалы,  Солтүстік  жартышарда  ең  үлкен  күн  үзақтығы  жазғы 
күн тоқырау мезғілінде 22-маусымға тура келеді, Жер осі Күн жағына 
солтүстік жағымен еңкейғенде жэне сэйкесінше ең қысқа күн (неме- 
се  ең үзақ түн)  қысқы  күн  тоқырау  мезғілінде  22  желтоқсанда,  ось 
қарама-қарсы жаққа түрғанда түседі.
Жердің  Күнмен  салыстырмалы  тағы  екі  мінездемесі  бар.  Ол 
күн  мен  түннің  үзақтылығының  теңелу  мезғілі  бүл  жердің  айна- 
лу  осі  Жер  мен  Күннің  центрлерін  қосатын  сызыққа  перпендику- 
ляр  болғанда  байқалады,  ол  жыл  мезгілінің  21  наурызы  мен  23 
қьфкүйекгінде теңеседі.
Жер өз оссін 23  сағ.  56 мин. 4 с. бір айналып шығады.  Бүл уақыт 
аралығы жұлдыздық тэулік деп аталады.
Біз  күнделікті  өмірде  есеп  жүргізіп  жүрген  уақыттар,  тәуліктер, 
негізінен  орташа  деп  аталады.  Оларда  24  сағат  бар,  онда  тек  қана 
Жердің  өз  осінен  айналуы  емес,  сонымен  қатар  оның  күнді  айнала 
қозғалысына (айналуы) тәуелді [9,  19,41,44].
5.4-сурет. Жердщ Күнді айналу траекториясы
Көктемгі тенесу
Жазғы тоқырау
21 наурыз
22 маусыи
Қысқы тоқырау
22 жвлтоқсан
 
“
Күзгі теңесу 
22 қыркүйек
Жердің  күнді  бір  айналып  шыгуы  365  күн  6  сағ  9  мин  тең.  Бүл 
аралық жүлдыздық жыл деп аталады.
61

Жердің күнді айналу (жер орбитасы) қозғалысындағы траектория-
Сы  шеңберге  жақын,  бірақ  сэл  керілген  ол  эллипске  ұқсас  келеді. 
Күн  орны  оның  орбитасының  центрінде  емес,  фокустарының 
бірінде  орналасқан.  Сондықтан  жыл  бойы  күннің  жерге  дейінгі 
арақашықтығы оқтын-оқтын өзгереді:  147,1  млн.  км-ден (қаңтар ба- 
сында)  152,1  млн. км-ге (шілде басында) көрсетілген аралықтар ара- 
сында. Жер орбитасының үлкен жарты осі Жерден Күнге дейінгі ор- 
таша арақашықпен  анықталады.  Ол  шамамен  150  млн.  км-ге (149,6
млн. км) тең. 
_ 
"■
Орбита фокусы оның  центрінен 2,5  млн.  км  қашықтықта жатыр.
Жер орбитасының күнге ең жақын нүкгесі перигелий, ал ең алысы -
афелий деп аталады. 
'л/;
5.3 Жердің бүрыштық және Күннің аспандық координаталары
Жердің географиялық торы  жер  бетіндегі  нүктелердің орналасу- 
ын  анықгауға мүмкіндік  береді  (5.5-сурет).  Ол  үшін  екі  география-
лық координата қолданылады:  ендік жэне үзақтық.
Жер  шарын,  экватор  жазықтығына  параллель  жазықтықтар  мен
қиятын жазықтықтың сызықтарын параллель сызықгар деп аталады.
Жер шары беттерінің жазықгықтарын, жердің айналу осі арқылы
қиятын жазықтықтардың сызықтары меридиандар деп аталады.
Георгафиялық  ендік  1 1   бүл  экватор  жазықгығы  мен  нүктедегі
тік  сызық  арасындағы  бұрыш,  ол  5.5-суреттегі  көрсетулермен
анықталады  да  <р  мен  белгіленеді.  Ендік  нөлден  (экваторда)  90°-қа
дейін  (полюстарда).  Солтүстік  жэне  Оңтүстік  полюс  жағындағы
ендіктер сэйкесінше солтүстік не оңтүстік ендік деп аталады.
Жердің айналу осі
Параллель с.е
  ф
Нольдік мердиан (Тринвичтік)
Экватор
Меридиан иі.б  \
N  - Солтүстік полюс 
5  - 
Оңтүстік полюс 
С
 - 
Жер шарының центрі
5.5-сурет. Жердің географиялық торы
62

Географиялық  бойлық  X  —  бастапқы  болатын  меридиан 
жазықтыгымен  нүкте  арқылы  өтетін меридиан  жазықтыгының 
арасындагы  бұрыиіты  айтады.  Бастапқы  (нөлдік)  меридиан  деп 
Гринвич  астрономиялық  обсерваториясы  (Англия)  арқылы  өтетін 
мердиан қабылданган
 (5.5-сурет).
Бойлық 
X
  нөлдік  гринвич  меридианынан  саналады  0-ден  180° 
арапығында шығысқа немесе батысқа қарай, сәйкесінше оны шығыс 
немесе батыс бойлық деп айырады.
Аспан координаталары:
■
1. Горизонталдық координат жүйесі
Бүл  жүйеде  (5.6-сурет)  неғізгі  шеңберлермен  салыстырмалы 
түрде  шьфақ  (Күннің)  орны  анықталады,  ол  нағыз  көкжиек  пен 
аспандық  меридиан,  оның  координаталары  Күн  биіктіғі  (һ)  жэне 
оның азимуты (А).
5.6-сурет.  Горизонталдық координат жүйесі
Күннің  Жердің  кез  келғен  нүктесінде  корінетін  бағыты  осы  екі 
бүрыштармен анықталады.
Күннің  көкжиектің  үстіндегі  биіктігі  һ
  -   ғоризонталдық 
жазықтық  пен  бақылау  нүктесінен  күнге  бағытталған  осы  нүкте 
арқылы өтетін аралық бүрыш.
Күннің  А  азимут  бүрышы
  -   меридиан  жазықтығы  мен  верти- 
каль  жазықтықтың  бақылау нүктесі  мен  күн  арқылы  өтетін  аралық 
бүрыш.
63

2  
зениттік  бүрышы
  -  
Күнге  және  зенитке  (2)  багытталган 
аралық  бүрыш.  Бүл  бүрыш  күн  тоцырауының  биіктігте  қосымша
һ + 2  =90°.
Жер  күнге  оңтүстік  жакпен  тұрғанда,  азимут  нөлге  тең,  ал  бұл
кезде биіктігі  ең жоғары  шегіне жетеді.  Осыдан тал түс деген үғым 
шығады,  ол  күн  уақыт  басы  болып  саналады  (немесе  тэулікгердің
екінші жартысы).
2. Экваторлық координат жүйесі
Бұл  жүйеде  (5.7-сурет)  негізгі  шеңберлермен,  салыстырмалы 
түрде күннің орны анықгалады, аспан экваторы жэне аспан меридиа-
н ы  
больш саналады [9 ,1 9 ,2 4 ,4 1 ]. 
Н   . 1 
і  
I
Координаталары |  Күннің (шырақтьщ) иілуі |  
О )
  бұрышы, оның
сағатгық бұрышы 
(х).
  Күн  уақыты  |  -  сағат уақыты түске дейін не-
месе түстен  кейінгі  уақыт.  Тал түс  уақыты,  Күн  аспан  сферасының
ең биік нүктесінде иеленген кездегі түседі.
Тал түс күн уақыты бойынша сағат он екіге сәйкес келуі міндетп
емес, себебі сағат декреттік уақыт деп аталатын уақытты көрсетеді, 
ол  ұзақтығы  15°  болатын  бірыңғай  сағаттық  белдеу  деп  аталатын
үлкен кеңістіктердегі жерлерді қамтиды.
п
N
5.7-сурет. Экваторлық координат жүйесі
Сағаттарды  «жазғы  уақытқа»  ауыстыру  күн  жэне  декреттік 
уакыттың  бір  сағатқа  өзгеруін  білдіреді.  Сонымен  қатар  жер 
орбитасының эллипстілігі күндік түстің, орташа есеппен алғанда бұл
64

аралық  24  сағатқа  тең  болса  да  24  сагатқа  дэл  еместігін  көрсетеді. 
Қателік  15  минуттан аспайды.
Күннің  бұрыштық  уақыты  (Күннің  сагаттық  бүрышы) 
х —
  Күннің  түстіктен  ауытқу  бұрышы  (1  сағ  хс/12  радианға  немесе 
15°  бұрыштық  ауытқуға  тең).  Шығыстан  оңтүстікке  ауытқу  (яғни, 
таңертеңғі  мәні) оң шамамен есептеледі  [9,  19, 25,44].
Күннің  сағаттық  бұрышы  т  жергілікті  меридиан  жазықтықтары 
мен  күн  меридианның арасында өзгереді.  Өрбір 
24 сагатта
 бір рет 
Күн меридианды жазықтықгы қиып өтеді.
Жер  тэуліктік  айналуы  себебінен  сағаттық  бұрыш  т тэулік  бойы 
0-ден 360°-қа немесе 2я рад (радианға) өзгереді, сонымен 24 сағаттың 
ішінде Жердің өз орбитасымен қозғалғандағы, оның өз осі бойынша 
айналуының бұрыштық жылдамдығы:
2 
л
а ) -  — = 15°/ ч а с .
 
(5.1)
Күндік  уақытты 
І
  есептеу  нағыз  талтүстен  басталады  (Күннің 
жергілікті  меридиан  жазықтығын  қиып  өту  кезеңі),  ол  былай 
анықталады:
Щ Ш Ш ,
 град, 
(5.2)
Немесе:
г = ----2яг = 0,252* 
рад.
24 
и
Күннің 8  иілу  бүрышы
  -   Күнге  бағытталған  түзумен  жэне 
экваторлық  жазықтығының  аралығындағы  бұрышты 
8
  иілу  бұры- 
шы  деп  айтады  немесе  оны  маусымдық  өзгеріс  өлшем  бірлігі  деп
I
8
  экватордан  солтүстікке  немесе  оңтүстікке  радианмен 
(немесе градуспен) өлшенеді. 0°-ден 90°-ға дейін оның оң мәні -  эк-
саналаиды.
солтүстікке, теріс мэні 1 оңтүстіке
аиналып
кеңістіктегі  аиналу  жазықгығына  тұрғызылған  перпендикулярдың 
арасындағы бұрыш барлық уақытта тұрақты шама 
6п=23,5°.
5.8-сурете  көрсетілгендей,  солтүстік  жартьппарда  5  ақырындап 
жазғы  күн  тоқырау  мезгілінде 
80=+23,5°,
  қысқы  күн  тоқырау
мезгілінде 5 
=-23,5°
 өзгереді  [19,24,41].
65

Аналитикалық түрде
з  
= 
д0
 8іп[360°(284 + 
п )/
 365І  град 
(5.3)
мұндағы, п -ж ы л к ү н і 
(и = 1 ,1  кантарга сэйкес).
Күн мен түннін тенелуі нүктелерінде 
8=0,
 ал Күннщ шығыс жэне 
батыс нүктелері Ш - Б  горизонт сызыктарда орналасады.
Сайып  келгенде,  күн  траекгориясы  аспан  сферасында  түйык
кисык  сызык  болып  келмейді,  ол  сфера  бетш  орайтын  спираль 
тэріздес  сызыкпен  - & * * * -
  шекгерінің  аймагында толтыры-
лады. 
| Н
-23.5° 
і
5.8-сурет. Күннің ишу бұрышының жылдык өзгеруі
Күннің  иілу  бұрышы  жазғы  жарты  жылдык  ішінде  21  наурыз- 
Дан  23  қыркүйекке  дейін  £ > 0,  ал  қыскы  жарты  жылдык  ішінде
23  қыркүйектен  21  наурызға  дейін  <5 < 0  аралыктарында  өзгереді, 
осыған  сэйкес  Күн  аспан  сферасының  экватор  жазыктығынан 
жоғары тұрады, солтүстігіндегі жаз мезгілшде, ал қыс мезгілінде эк-
ватор жазықтығынан төмен оңтүстік жағында болады.
Күннің  тура  шыгуы  а -
  Жазғы теңелу  нүкгелері  аркылы өтетін
жазықтық  шеңбері  мен  Күннің  ишу  жазықтыгының  аралығындағы 
бұрыш.  Оның  шамасы  Аспан  күмбезінің  тэуліктік  айналуларына
қарсы 0°-ден 360° аралығында өлшенеді.
5.4 Күннің балам а көрінетін  орн ы н ы ң  есебі
Енді  Күннің  көрінетін  орнын  есептеуге  болады: 
һ  биік жэне А 
азимут
 -  көрсетілген ендіктің <р кез келген нүктесінде тэуліктін кез 
келген  уақытында  т  бұрышымен  сэйкес  және  жылдың  кез  келген 
мезгілінде 6 бұрышымен сәйкес есептелінеді.
66

Біз нэтижені қарапайым түрде келтіреміз

жүктеу/скачать 14,07 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: