Күн радиациясы - бұл жер бетіндегі Күннен алатын «жылу» мөлшерін анықтауға қызмет ететін маңызды метеорологиялық айнымалы құбылыс. Күн радиациясының бұл мөлшері климаттың өзгеруіне және парниктік газдардың ұсталуына байланысты өзгеруде.
Күн радиациясы жердің және заттардың бетін жылытуға қабілетті (тіпті біздікі) ауаны әрең қыздырады. Сонымен қатар, бұл айнымалы климаттың өзгеруіне қарсы біздің жұмысымызды бағалау үшін өте маңызды. Сіз күн радиациясы туралы бәрін білгіңіз келе ме?
The
Күн радиациясы атмосфера арқылы өтеді
Жаздың осындай ыстық күндерінің бірінде біз жағажайда болған кезде «күнге» жатамыз. Біз сүлгімен ұзақ уақыт бола отырып, денеміз қалай жылынып, оның температурасын жоғарылататынын байқаймыз, біз күйіп кеткендіктен ваннаға немесе көлеңкеге түсуіміз керек. Егер ауа онша ыстық болмаса, мұнда не болды? Не болды, сол күн сәулелері біздің атмосферадан өтіп, ауаны аз қыздырып денемізді қыздырды.
Мұндай жағдайда бізде болатын нәрсеге ұқсас нәрсе Жермен не болады: Атмосфера күн радиациясы үшін «мөлдір», бірақ Жер беті және онда орналасқан басқа денелер оны жұтып қояды. Күннің Жерге беретін энергиясы - сәулелік энергия немесе сәуле деп аталады. Радиация кеңістікті энергия тасымалдайтын толқындар түрінде өтеді. Өткізетін энергия мөлшеріне байланысты олар электромагниттік спектр бойымен жіктеледі. Бізде гамма сәулелері, рентген сәулелері және ультрафиолет сияқты, сондай-ақ инфрақызыл, микротолқынды және радиотолқындар сияқты энергиясы аз толқындар бар.
Барлық денелер сәуле шығарады
Барлық денелер температураға сүйене отырып сәуле шығарады. Мұны береді Стефан-Больцман заңы дененің шығаратын энергиясы оның температурасының төртінші қуатына тура пропорционалды екенін айтады. Сондықтан Күн де, жанып тұрған ағаш кесіндісі де, біздің денеміз де, тіпті мұз бөлігі де үздіксіз сәуле шашып тұрады.
Бұл бізді өзімізге сұрақ қоюға итермелейді: біз неге күн сәулесін шығаратын немесе жанып тұрған ағаш кесіндісін «көре» аламыз және біз өзіміз шығарған сәулені, жер бетін немесе кесіндісін көре алмаймыз мұз? Сондай-ақ, бұл көбіне олардың әрқайсысының температурасына байланысты, демек, олар көбінесе шығаратын энергия мөлшері. Денелердің температурасы неғұрлым жоғары болса, олардың толқындарындағы энергия мөлшері соғұрлым көп болады, сондықтан олар көбірек көрінетін болады.
Күн 6.000 К температурада және негізінен көрінетін диапазондағы толқындарда сәуле шығарады (көбіне жарық толқындары деп аталады), сонымен қатар ультрафиолет сәулеленуді шығарады (оның энергиясы көп, сондықтан теріні ұзақ уақыт күйдіреді) және Оның қалғаны - адам көзімен қабылдамайтын инфрақызыл сәуле. Сондықтан біз өз ағзамыздан шығатын сәулені қабылдай алмаймыз. Адам денесі шамамен 37 градус Цельсийде және ол шығаратын сәуле инфрақызылда болады.
Күн радиациясы қалай жұмыс істейді
Денелер үздіксіз сәуле шығарып, энергиясын шығарып тұратынын білу сіздің басыңызға тағы бір сұрақ тудырады. Неге денелер энергия мен сәуле шығаратын болса, олар біртіндеп салқындамайды? Бұл сұрақтың жауабы қарапайым: олар энергияны шығарып жатқанда, оны сіңіреді. Сәулелік тепе-теңдіктің тағы бір заңы бар, ол зат энергияны жұтқан мөлшерінде шығарады дейді, сондықтан олар температураны тұрақты ұстап тұра алады.
Осылайша, біздің жер-атмосфера жүйесінде энергия жұтылатын, шығарылатын және шағылысатын бірқатар процестер жүреді, осылайша Күннен атмосфераның жоғарғы қабатына жететін және ғарыш кеңістігіне шығатын сәулеленудің арасындағы соңғы тепе-теңдік нөлге тең. Басқаша айтқанда, орташа жылдық температура тұрақты болып қалады. Күн радиациясы Жерге енген кезде оның көп бөлігі Жер бетіне сіңеді. Түскен радиацияның өте аз бөлігін бұлттар мен ауа жұтады. Қалған радиация жер бетімен, газдармен, бұлттармен шағылысып, ашық кеңістікке оралады.
Түсетін сәулеге қатысты дененің шағылысқан сәулелену мөлшері «альбедо» деп аталады. Сондықтан, біз мұны айта аламыз Жер-атмосфера жүйесі орташа альбедоны 30% құрайды. Жаңадан жауған қардың немесе тігінен дамыған кумулонимбустың альбедосы 90% -ға жуық, ал шөлдерде 25%, ал мұхиттарда 10% (олар өздеріне жеткен барлық сәулеленуді сіңіреді).
Сәулеленуді қалай өлшейміз?
Нүктеде алатын күн радиациясын өлшеу үшін біз пиранометр деп аталатын құрылғыны қолданамыз. Бұл бөлім толқын ұзындығы өте аз сәулеленуді беретін мөлдір жарты шарда орналасқан датчиктен тұрады. Бұл сенсорда сәулелену мөлшерін басқаша сіңіретін ауыспалы қара және ақ сегменттер бар. Осы сегменттер арасындағы температуралық контраст радиация ағынына сәйкес калибрленген (шаршы метрге ваттмен өлшенеді).
Біз алатын күн радиациясының шамасын бізде болған күн сәулесінің сағатын өлшеу арқылы да алуға болады. Ол үшін біз гелиограф деп аталатын құралды қолданамыз. Мұны географиялық оңтүстікке бағытталған шыны сфера құрайды, ол үлкен лупа рөлін атқарады, барлық сәулеленуді қыздыру нүктесінде шоғырландырады, ол тәулік сағаттарымен аяқталған арнайы қағаз таспасын жағады.
Күн радиациясы және парниктік әсердің жоғарылауы
Бұрын біз Жерге енетін және одан шығатын күн радиациясының мөлшері бірдей болатынын айтқан болатынбыз. Бұл толығымен дұрыс емес, өйткені олай болса, біздің планетамыздың ғаламдық орташа температурасы -88 градус болады. Бізге планетада өмір сүруге мүмкіндік беретін осындай жағымды және қол жетімді температураға ие болу үшін жылуды сақтауға көмектесетін нәрсе қажет. Міне, біз жылыжай эффектісін енгіземіз. Күн радиациясы Жер бетіне түскенде, ол жартысына жуық рет атмосфераға оралып, оны ғарыш кеңістігіне шығарады. Бұлт, ауа және басқа атмосфералық компоненттер күн радиациясының аз бөлігін сіңіреді деп түсіндірдік. Алайда сіңірілген бұл мөлшер тұрақты температураны ұстап тұру және планетамызды өмір сүруге ыңғайлы ету үшін жеткіліксіз. Біз осы температурамен қалай өмір сүре аламыз?
Парниктік газдар деп атмосфераға қайта оралатын жер беті шығаратын температураның бір бөлігін сақтайтын газдар жатады. Парниктік газдар: су буы, көмірқышқыл газы (СО2), азот оксидтері, күкірт оксидтері, метан және т.б. Әрбір парниктік газдардың күн радиациясын сіңіру қабілеті әртүрлі. Оның радиацияны сіңіру қабілеті қаншалықты көп болса, соғұрлым ол жылу сақтайды және оның ғарыш кеңістігіне оралуына жол бермейді.
Адамзат тарихында парниктік газдардың концентрациясы (ең көп СО2-ны қоса алғанда) көбірек өсіп келеді. Бұл өсімнің өсуіне байланысты өнеркәсіптік революция және қазба отындарының өнеркәсіпте, энергетикада және көлікте жағылуы. Мұнай мен көмір сияқты жанармайдың жануы CO2 және метан шығарындыларын тудырады. Бұл газдар шығарылымның көбеюінде олардың күн радиациясының көп мөлшерін ұстап қалуына және оны ғарыш кеңістігіне оралуына жол бермейді.
Бұл парниктік эффект ретінде белгілі. Алайда, бұл тиімділікті біз жылыжай деп атаймыз бұл нәтижесіз, өйткені біз жасап жатқан дүниежүзілік температура күн өткен сайын артып келеді. Атмосферадағы осы радиацияны сіңіретін газдардың концентрациясы неғұрлым көп болса, соғұрлым олар жылуды сақтайды және сондықтан температура жоғарылайды.
Күн радиациясы және климаттың өзгеруі
Жаһандық жылыну бүкіл әлемге белгілі. Күн радиациясының көп сақталуына байланысты температураның бұл жоғарылауы әлемдік климаттың өзгеруіне әкеледі. Бұл планетаның орташа температурасы жоғарылайды дегенді білдірмейді, сонымен бірге климат және оған байланысты барлық нәрсе өзгереді.
Температураның жоғарылауы ауа ағындарының, мұхиттық массалардың тұрақсыздығын, түрлердің таралуын, мезгілдердің сабақтастығын, төтенше метеорологиялық құбылыстардың (мысалы, құрғақшылық, су тасқыны, дауыл ...) көбеюін және т.б. тудырады.. Сондықтан радиациялық тепе-теңдікті тұрақты түрде қалпына келтіру үшін парниктік газдар шығарындыларын азайтып, климатымызды қалпына келтіруге тура келеді.
Бірінші болып пікір айтыңыз