إشعاع

سنتحدث اليوم عن نوع من المتغير مهم جدًا عند إنشاء نوع من المناخ في منطقة معينة. يتعلق الأمر بـ إشعاع. الإشعاع هو الكمية التي تقيس الطاقة لكل وحدة مساحة للإشعاع الشمسي الساقط على سطح معين. يتم قياس هذه الكمية من الإشعاع الشمسي التي تصطدم بسطح ما خلال المكان والزمان المحددين.

في هذه المقالة سوف نخبرك بكل ما تحتاج لمعرفته حول الإشعاع وأهمية تحديد أنواع المناخ.

الملامح الرئيسية

الإشعاع هو الحجم الذي يساعدنا في قياس مقدار الإشعاع الشمسي الذي يسقط على سطح معين وخلال فترة زمنية معينة. من المعروف أنه ليس كل الإشعاع الشمسي الذي تولده الشمس يصل إلى كوكبنا. تم التعبير عن الإشعاع بوحدات الطاقة لكل منطقة. عادة يتم تحديد القيم بالواط لكل متر مربع. إذا أشرنا إلى الإشعاع الشمسي ، فسنتحدث عن كمية الإشعاع التي يتلقاها سطح معين لكل وحدة زمنية.

على سبيل المثال ، يمكننا القول أن الإشعاع في مكان ما هو 10 واط للمتر المربع والساعة. هذا يعني أن هذه الكمية من الإشعاع الشمسي تقع على متر مربع واحد كل ساعة. بهذه الطريقة ، يمكننا معرفة مقدار الإشعاع الشمسي الذي يتلقاه سطح معين بمرور الوقت لتحديد نوع المناخ السائد في منطقة معينة.

نحن نعلم أن الإشعاع الشمسي هو متغير مهم لقيمة درجات الحرارة في مكان ما. إذا كان هذا المكان يتلقى كمية كبيرة من الإشعاع الشمسي ، فمن الطبيعي أن ترتفع درجة حرارته. بالإضافة إلى ذلك ، فإن هذه القيم هي القيم التي تحدد نظام الرياح السائد وبعض الظواهر الجوية التي تؤدي إلى هطول الأمطار. الشمس هي المحرك الذي يتسبب في حدوث ظواهر جوية مثل هطول الأمطار في طبقة التروبوسفير. إن الإشعاع الشمسي هو الذي يسخن جزءًا من السطح ، مما يؤدي إلى تسخين الهواء المحيط وميله إلى الارتفاع.

في المنطقة التي يرتفع فيها الهواء ، سيتم إنشاء نوع من الفجوة التي يجب أن تملأ بواسطة كتلة أخرى من الهواء. هذه هي الطريقة التي يتم بها إنشاء أنظمة الرياح. كلما زاد الاختلاف بين كثافات الهواء ، زادت الرياح. بالإضافة إلى ذلك ، هذه هي الظروف المواتية لتكوين الأعاصير والعواصف.

أصل الإشعاع

من وجهة نظر فنية ، يعتبر الإشعاع الشمسي على سطح الأرض وسيلة لإضافة فترة زمنية معينة يؤثر فيها الإشعاع على سطح تمت تصفيته من خلال تداخل الغلاف الجوي. تعتمد البيانات التي يقدمها لنا الإشعاع الشمسي على السطح على الوقت من العام وخط العرض والمناخ بشكل عام والوقت من اليوم الذي نحن فيه.

يأتي الإشعاع الكهرومغناطيسي من الشمس. إنها طاقة من تفاعل الاندماج النووي الذي يحدث باستمرار داخل الشمس. هذا التفاعل النووي تتحد نواتان هيدروجين لتشكيل نواة الهليوم. خلال هذا المزيج من الذرات ، يتم إطلاق كمية كبيرة من الطاقة ، والتي يتم إطلاقها في شكل إشعاع.

يجب أن يؤخذ في الاعتبار أيضًا أن الحرارة الناتجة عن هذا التفاعل هي المسؤولة عن كون الشمس كتلة متوهجة عملاقة تولد الحرارة التي تصل إلى سطح الأرض. يجب أن نضع في اعتبارنا أن كوكبنا يقع في ما يعرف باسم "المنطقة الصالحة للسكن". بعبارة أخرى ، كانت قريبة بما يكفي لكي تدفئنا الشمس ، لكنها بعيدة بما فيه الكفاية بحيث لا تحرقنا.

تبلغ درجة حرارة السطح الخارجي للشمس حوالي 5500 درجة مئوية. يصدر هذا النجم كميات كبيرة من الإشعاع الكهرومغناطيسي في نطاق واسع من الطول الموجي والتردد. يتراوح هذا الإشعاع الكهرومغناطيسي من الأشعة فوق البنفسجية إلى الأشعة تحت الحمراء ، حيث يطلق على المنطقة المرئية للإنسان قوس قزح. طيف الإشعاع الشمسي هو الطيف الذي يشمل جميع الأطوال الموجية التي تطلقها الشمس ، سواء كانت مرئية للبشر.

أنواع الإشعاع

هناك عدة أنواع من الإشعاع حسب خصائصها وأصلها. سنقوم بتحليل كل واحد منهم خطوة بخطوة:

• مجموع الإشعاع الشمسي: هذا هو القياس الذي يشمل جميع الأطوال الموجية لكل وحدة سيؤثر على الغلاف الجوي العلوي لكوكبنا. عادة ما يتم قياسه بشكل عمودي على ضوء الشمس الذي يدخل الغلاف الجوي.
• إشعاع طبيعي مباشر: هو الذي يقيس سطح الأرض في مكان معين. للقيام بذلك ، يتم استخدام عنصر على السطح المتعامد مع الشمس. سيكون إجمالي الإشعاع المباشر مساويًا للإشعاع خارج الأرض فوق الغلاف الجوي ، مطروحًا منه الخسائر الجوية بسبب امتصاص وانتشار الضوء بواسطة الرياح والسحب. يمكن زيادة أو تقليل هذه الخسائر اعتمادًا على الوقت من اليوم وخط العرض والغطاء السحابي ومحتوى الرطوبة ، من بين أمور أخرى.
• تشعيع أفقي منتشر: ومن المعروف أيضًا باسم إشعاع السماء المنتشر. إنه الإشعاع الذي يصل فيه إشعاع الضوء المنتشر عبر الغلاف الجوي إلى سطح الأرض. يمكن قياس هذه الكمية على سطح أفقي حيث يأتي الإشعاع من جميع النقاط في السماء. إذا لم يكن الغلاف الجوي موجودًا فلن يكون هناك إشعاع أفقي منتشر.
• الإشعاع الأفقي العالمي: أخيرًا ، هذا النوع من الإشعاع هو ما يقيس إجمالي إشعاع الشمس على سطح أفقي على الأرض. يحسب على أنه مجموع الإشعاع المباشر والإشعاع الأفقي المنتشر.

يتم إنشاء كل هذه القيم لتكون قادرة على معرفة الخصائص المناخية لمنطقة معينة. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدامه في العديد من الدراسات لتطوير وبناء الطاقات المتجددة التي تعمل مع الشمس. مثال على ذلك هو الطاقة الشمسية الكهروضوئية. لإجراء دراسة جدوى للطاقة الشمسية الكهروضوئية ، من الضروري معرفة كمية الإشعاع الشمسي التي ستؤثر على سطح سطح المنزل على مدار العام. بالإضافة إلى ذلك ، ستكون قيم المتغيرات الأخرى مثل الغطاء السحابي والرطوبة ونظام الرياح ، من بين أمور أخرى ، مطلوبة.

آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن الإشعاع.