تابش خورشیدی

تابش خورشید در سطح زمین

تابش خورشید یک متغیر مهم هواشناسی است که در خدمت تعیین مقدار "گرما" ای است که از خورشید در سطح زمین دریافت خواهیم کرد. این مقدار تابش خورشید در اثر تغییر آب و هوا و احتباس گازهای گلخانه ای تغییر می کند.

تابش خورشید قادر است سطح زمین و اشیا را گرم کند (حتی خود ما) با سختی گرم کردن هوا. بعلاوه ، این متغیر برای ارزیابی کارهایی که ما در زمینه مبارزه با تغییرات اقلیمی انجام می دهیم بسیار مهم است. آیا می خواهید همه چیز را در مورد تابش خورشید بدانید؟

تابش خورشید از جو عبور می کند

تابش خورشید به زمین

وقتی در یکی از این روزهای گرم تابستان در ساحل هستیم ، "به خورشید" دراز می کشیم. هنگامی که مدت بیشتری در حوله می مانیم ، متوجه می شویم که بدن ما چگونه گرم می شود و درجه حرارت خود را افزایش می دهد ، تا زمانی که نیاز به استحمام داریم یا در سایه قرار می گیریم زیرا سوخته ایم. اگر هوا اینقدر گرم نباشد چه اتفاقی افتاده است؟ آنچه اتفاق افتاده این است که اشعه خورشید از جو ما عبور کرده و بدن ما را با گرم شدن کمی هوا گرم کرده است.

چیزی شبیه آنچه در این شرایط برای ما اتفاق می افتد همان اتفاقی است كه برای زمین می افتد: جو نسبت به تابش خورشید تقریباً "شفاف" است ، اما سطح زمین و سایر اجسام واقع شده روی آن آن را جذب می كنند. انرژی منتقل شده توسط خورشید به زمین همان چیزی است که به عنوان انرژی تابشی یا تابش شناخته می شود. تابش به صورت امواج حامل انرژی از طریق فضا حرکت می کند. بسته به میزان انرژی که حمل می کنند ، در طول طیف الکترومغناطیسی طبقه بندی می شوند. ما دارای انرژی ترین امواج مانند پرتوهای گاما ، اشعه X و فرابنفش و همچنین امواج با انرژی کمتر مانند امواج مادون قرمز ، مایکروویو و امواج رادیویی هستیم.

همه بدن تشعشع ساطع می کنند

تابش توسط کلیه اجسام به عنوان تابعی از دمای آنها ساطع می شود

همه اجسام بر اساس درجه حرارت خود تابش می کنند. این توسط قانون استفان-بولتزمن که بیان می کند انرژی ساطع شده از بدن مستقیماً با قدرت چهارم دمای آن متناسب است. به همین دلیل است که هم خورشید ، هم یک تکه چوب در حال سوختن ، بدن خودمان و حتی یک تکه یخ به صورت مداوم از بدن تابش می کنند.

این باعث می شود ما از خود سوالی بپرسیم: چرا ما قادر هستیم تابشی را که توسط خورشید یا قطعه چوب سوزاننده ساطع می شود "ببینیم" و قادر به دیدن تابش شده توسط خود ، سطح زمین یا زمین نیستیم. تکه یخ؟ همچنین، این بستگی زیادی به دمای به دست آمده توسط هر یک از آنها دارد، و بنابراین ، مقدار انرژی که آنها غالباً ساطع می کنند. هرچه دمای اجسام بالاتر باشد ، میزان انرژی ساطع شده در امواج آنها نیز بیشتر خواهد بود و به همین دلیل بیشتر دیده می شوند.

خورشید در دمای 6.000 K است و عمدتا در امواج دامنه قابل مشاهده (که به عنوان امواج نور شناخته می شود) تابش می کند ، همچنین اشعه ماوراlet بنفش (که انرژی بیشتری دارد و به همین دلیل باعث می شود پوست ما در معرض تماس طولانی بسوزد) ساطع می کند و بقیه اشعه های مادون قرمز است که توسط چشم انسان قابل درک نیست. به همین دلیل ما نمی توانیم تابشی را که بدن ما ساطع می کند درک کنیم. بدن انسان در حدود 37 درجه سانتیگراد است و تابشی که از آن ساطع می شود در مادون قرمز است.

تابش خورشید چگونه کار می کند

تعادل تابش خورشید که روی سطح زمین تأثیر می گذارد و به فضا برمی گردد و در جو حفظ می شود

مطمئناً دانستن اینکه بدن به طور مداوم از بدن اشعه و انرژی ساطع می کند س anotherال دیگری را در ذهن شما ایجاد می کند. چرا اگر بدن انرژی و تشعشع ساطع می کند ، به تدریج سرد نمی شود؟ پاسخ این سوال ساده است: در حالی که آنها انرژی ساطع می کنند ، آن را نیز جذب می کنند. قانون دیگری وجود دارد که عبارت است از تعادل تابشی ، که می گوید جسمی همان مقدار انرژی را که جذب می کند ، ساطع می کند ، به همین دلیل آنها قادر به حفظ دمای ثابت هستند.

بنابراین ، در سیستم جو زمین ما یک سری فرایندها اتفاق می افتد که در آن انرژی جذب ، ساطع شده و منعکس می شود ، به طوری که تعادل نهایی بین تابشی که از خورشید به بالای جو می رسد و آنچه در فضای خارج می رود صفر است. به عبارت دیگر ، میانگین دمای سالانه ثابت است. وقتی تابش خورشید وارد زمین می شود ، بیشتر آن جذب سطح زمین می شود. تابش بسیار کمی توسط ابرها و هوا جذب می شود. بقیه تابش توسط سطح ، گازها ، ابرها منعکس شده و به فضای خارج بازمی گردد.

مقدار تابشی که توسط بدن نسبت به تابش حادثه منعکس می شود به عنوان "آلبدو" شناخته می شود. بنابراین ، می توانیم بگوییم که سیستم جو زمین به طور متوسط ​​30٪ آلبدو دارد. برف تازه سقوط کرده یا برخی از کومولونیمبوس هایی که به صورت عمودی توسعه یافته اند ، آلبدو نزدیک به 90٪ دارند ، در حالی که بیابان ها حدود 25٪ و اقیانوس ها حدود 10٪ دارند (تقریباً تمام تشعشعات رسیده به آنها را جذب می کنند).

تابش را چگونه اندازه گیری می کنیم؟

طیف الکترومغناطیسی و امواج انرژی

برای اندازه گیری تابش خورشیدی که در یک نقطه دریافت می کنیم ، از دستگاهی به نام پیرانومتر استفاده می کنیم. این بخش متشکل از یک سنسور محصور در یک نیمکره شفاف است که تمام تابش ها را با طول موج بسیار کوچک منتقل می کند. این سنسور دارای بخشهای سیاه و سفید متناوب است که میزان اشعه را به روشی دیگر جذب می کند. کنتراست دما بین این بخشها با توجه به شار تابش کالیبره می شود (وات بر مترمربع اندازه گیری می شود).

برآورد میزان تابش خورشید را که دریافت می کنیم با اندازه گیری تعداد ساعات آفتاب نیز می توان بدست آورد. برای این کار از ابزاری به نام هلیوگراف استفاده می کنیم. این بوسیله یک کره شیشه ای به سمت جنوب جغرافیایی شکل گرفته است ، که به عنوان یک ذره بین بزرگ عمل می کند ، تمام تابش دریافتی در یک نقطه رشته ای را متمرکز می کند که یک نوار کاغذی خاص را که با ساعات روز فارغ التحصیل می شود ، می سوزاند.

تابش خورشید و افزایش اثر گلخانه ای

افزایش اثر گلخانه ای میزان تابش جذب شده در جو را افزایش می دهد و دما را افزایش می دهد

پیش از این اشاره کردیم که میزان تابش خورشید که به زمین وارد می شود و آن که خارج می شود ، یکسان است. این کاملاً درست نیست ، زیرا در این صورت ، میانگین دمای جهانی سیاره ما -88 درجه خواهد بود. ما به چیزی نیاز داریم که به ما کمک کند گرما را حفظ کنیم تا بتوانیم چنین دمای مطبوع و قابل سکنی داشته باشیم که زندگی را در کره زمین امکان پذیر کند. در اینجاست که ما اثر گلخانه ای را معرفی می کنیم. هنگامی که تابش خورشید به سطح زمین برخورد می کند ، تقریباً نیمی از آن به جو برمی گردد تا آن را به فضای خارج بکشاند. خوب ، ما اظهار نظر کردیم که ابرها ، هوا و بقیه اجزای جوی قسمت کوچکی از تابش خورشید را جذب می کنند. با این حال ، این مقدار جذب شده به اندازه ای نیست که بتواند دمای پایداری را حفظ کند و سیاره ما را قابل سکونت کند. چگونه می توانیم با این دما زندگی کنیم؟

گازهای گلخانه ای به اصطلاح گازهایی هستند که بخشی از دمای ساطع شده از سطح زمین را که به جو برمی گردد ، حفظ می کنند. گازهای گلخانه ای عبارتند از: بخار آب ، دی اکسید کربن (CO2) ، اکسیدهای نیتروژن ، اکسیدهای گوگرد ، متان و غیره هر گاز گلخانه ای توانایی متفاوتی در جذب تابش خورشید دارد. هرچه ظرفیت بیشتری برای جذب تشعشع داشته باشد ، گرمای بیشتری را نیز در خود حفظ می کند و اجازه بازگشت به فضای خارج را نمی دهد.

تشعشعات خورشیدی جذب شده باعث گرم شدن کره زمین و تغییرات آب و هوایی می شود

در طول تاریخ بشر ، غلظت گازهای گلخانه ای (از جمله بیشترین میزان CO2) بیشتر و بیشتر در حال افزایش است. افزایش این افزایش ناشی است انقلاب صنعتی و سوزاندن سوخت های فسیلی در صنعت ، انرژی و حمل و نقل. سوزاندن سوخت های فسیلی مانند نفت و زغال سنگ باعث انتشار CO2 و متان می شود. این گازها در افزایش انتشار باعث می شوند مقدار زیادی تابش خورشید را حفظ کنند و اجازه بازگشت به فضای خارج را نمی دهند.

این به عنوان اثر گلخانه ای شناخته می شود. با این حال ، افزایش این اثر را گلخانه می نامیم ضد تولید است، از آنجا که آنچه ما انجام می دهیم افزایش دمای متوسط ​​جهانی بیشتر و بیشتر است. هرچه غلظت این گازهای جذب کننده تابش در اتمسفر بیشتر باشد ، گرمای بیشتری را در خود حفظ می کنند و بنابراین ، درجه حرارت بالاتر نیز افزایش می یابد.

تابش خورشید و تغییرات آب و هوایی

گرم شدن کره زمین در سراسر جهان شناخته شده است. این افزایش دما به دلیل احتباس زیاد اشعه خورشید باعث تغییر در آب و هوای جهانی می شود. این نه تنها به این معنی است که میانگین دمای کره زمین افزایش می یابد ، بلکه تغییر شرایط آب و هوایی و هر آنچه که در پی داشته باشد.

افزایش دما باعث بی ثباتی جریان های هوا ، توده های اقیانوسی ، توزیع گونه ها ، پی در پی فصول ، افزایش پدیده های شدید هواشناسی (مانند خشکسالی ، سیل ، طوفان ...) و ... می شود.. به همین دلیل است که برای بازیابی تعادل تابشی خود به روش پایدار ، باید انتشار گازهای گلخانه ای را کاهش داده و آب و هوای خود را بازیابیم.


محتوای مقاله به اصول ما پیوست اخلاق تحریریه. برای گزارش یک خطا کلیک کنید اینجا.

اولین کسی باشید که نظر

نظر خود را بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخشهای موردنیاز علامتگذاری شدهاند با *

*

*

  1. مسئول داده ها: میگل آنخل گاتون
  2. هدف از داده ها: کنترل هرزنامه ، مدیریت نظرات.
  3. مشروعیت: رضایت شما
  4. ارتباط داده ها: داده ها به اشخاص ثالث منتقل نمی شوند مگر با تعهد قانونی.
  5. ذخیره سازی داده ها: پایگاه داده به میزبانی شبکه های Occentus (EU)
  6. حقوق: در هر زمان می توانید اطلاعات خود را محدود ، بازیابی و حذف کنید.