सौर विकिरण

सौर विकिरण हा एक महत्त्वपूर्ण हवामानशास्त्र परिवर्तन आहे जो पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर सूर्यापासून आपल्याला प्राप्त होणारी "उष्णता" प्रमाण निश्चित करते. हवामानातील बदल आणि हरितगृह वायूंच्या धारणामुळे सौर किरणांच्या या प्रमाणात बदल होत आहेत.

सौर विकिरण जमीन आणि वस्तूंच्या पृष्ठभागावर गरम करण्यास सक्षम आहे (अगदी आमचे) कठोरपणे हवा गरम करून. शिवाय, हवामान बदलाच्या विरूद्ध लढा देत असलेल्या कामाचे मूल्यांकन करण्यासाठी हा व्हेरिएबल खूप महत्वाचा आहे. आपल्याला सौर किरणे बद्दल सर्व काही जाणून घ्यायचे आहे का?

वातावरणात सौर विकिरण जाते

जेव्हा आम्ही उन्हाळ्याच्या एका दिवसात बीच वर असतो तेव्हा आपण “सूर्यासाठी” पडून राहतो. आपण टॉवेलमध्ये जास्त काळ राहिल्यामुळे, आपले शरीर कसे तापते आणि तपमान वाढते हे लक्षात येते, जोपर्यंत आपण आंघोळ करण्याची किंवा स्वतःला सावलीत ठेवण्याची आवश्यकता नसते कारण आपण जळतो. येथे काय झाले आहे, जर हवा इतकी गरम नसेल तर? जे झाले ते आहे सूर्याच्या किरणांनी आपल्या वातावरणातून आपल्या शरीराला हवेच्या थंडीने गरम केले आहे.

या परिस्थितीत आपल्या बाबतीत जे घडते त्याचेच काहीतरी पृथ्वीवर काय घडते ते घडते: सौर किरणेपासून वातावरण जवळजवळ 'पारदर्शक' असते, परंतु पृथ्वीचे पृष्ठभाग आणि त्यावरील इतर शरीरे ते शोषून घेतात. सूर्याद्वारे पृथ्वीवर हस्तांतरित केलेली ऊर्जाच तेजस्वी उर्जा किंवा किरणोत्सर्ग म्हणून ओळखली जाते. रेडिएशन उर्जा घेऊन जाणा waves्या लाटाच्या स्वरूपात अंतराळातून प्रवास करते. ते किती उर्जा घेऊन जातात यावर अवलंबून त्यांचे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक स्पेक्ट्रमवर वर्गीकरण केले जाते. आपल्याकडे गामा किरण, एक्स किरण आणि अल्ट्राव्हायोलेट यासारख्या ऊर्जावान लाटा तसेच इन्फ्रारेड, मायक्रोवेव्ह आणि रेडिओ वेव्हसारख्या कमी उर्जा असणार्‍या लाटा आहेत.

सर्व शरीर रेडिएशन उत्सर्जित करतात

सर्व शरीरे त्यांच्या तपमानावर आधारित रेडिएशन उत्सर्जित करतात. यांनी दिले आहे स्टीफन-बोल्टझ्मन कायदा जे असे सांगते की शरीराने उत्सर्जित केलेली ऊर्जा त्याच्या तापमानाच्या चौथ्या सामर्थ्याशी थेट प्रमाणात असते. म्हणूनच, सूर्य, लाकडाचा एक जळणारा तुकडा, आपले स्वतःचे शरीर आणि अगदी बर्फाचा एक तुकडा सतत ऊर्जा पसरवत आहे.

यामुळे आपण स्वतःला एक प्रश्न विचारण्यास प्रवृत्त करतो: सूर्य किंवा लाकडाच्या तुकड्याने उत्सर्जित उत्सर्जित किरणे आपण "का" पाहण्यास सक्षम आहोत आणि आपल्याद्वारे पृथ्वी, पृष्ठभाग किंवा तुकडा उत्सर्जित होतो हे आपण पाहण्यास सक्षम नाही? बर्फाचे? सुद्धा, हे मुख्यत्वे त्या प्रत्येकाच्या तपमानावर अवलंबून असतेआणि म्हणूनच ते प्रामुख्याने उत्सर्जित करतात उर्जा. शरीरे जितके जास्त तापमान पोहोचतील तितक्या जास्त प्रमाणात त्यांच्या लहरींमध्ये ते उत्सर्जित करतात आणि म्हणूनच ते अधिक दृश्यमान असतील.

सूर्य ,6.000,००० के तापमानावर आहे आणि प्रामुख्याने दृश्यमान श्रेणीच्या लाटांमध्ये (सामान्यत: हलकी लाटा म्हणून ओळखला जातो) किरणे उत्सर्जित करतो, त्यातून अतिनील किरणे (ज्यामध्ये जास्त उर्जा असते आणि त्यामुळे आपली त्वचा बर्‍याच दिवसांत बर्न होते) देखील उत्सर्जित होते. उर्वरित ते अवरक्त रेडिएशन आहे जे मानवी डोळ्याने जाणवले नाही. म्हणूनच आपल्या शरीराद्वारे उत्सर्जित होणारी किरणोत्सर्गाची आपल्याला जाणीव होत नाही. मानवी शरीर सुमारे 37 अंश सेल्सिअस आहे आणि ते विकिरण इन्फ्रारेडमध्ये आहे.

सौर विकिरण कसे कार्य करते

शरीरात सतत किरणोत्सर्ग आणि उर्जा बाहेर पडत आहे हे आपल्याला ठाऊक आहे की हे तुमच्या डोक्यावर आणखी एक प्रश्न आणेल. जर शरीरे ऊर्जा आणि रेडिएशन उत्सर्जित करतात तर ते हळूहळू थंड होत नाहीत का? या प्रश्नाचे उत्तर सोपे आहेः ते ऊर्जा सोडत असताना देखील ते आत्मसात करतात. आणखी एक कायदा आहे, जो कि रेडिएटिव्ह बॅलेन्सचा आहे, जो म्हणतो की एखादी वस्तू जशी शोषली जाते तितकेच ऊर्जा उत्सर्जित करते, म्हणूनच ते स्थिर तापमान राखण्यास सक्षम असतात.

अशा प्रकारे, आपल्या पृथ्वी-वातावरणीय प्रणालीमध्ये एक प्रक्रिया होते ज्यामध्ये ऊर्जा शोषली जाते, उत्सर्जन होते आणि प्रतिबिंबित होते, जेणेकरून सूर्यापासून वातावरणाच्या शिखरावर पोहोचणार्‍या किरणोत्सर्गामधील अंतिम संतुलन आणि जे बाह्य अवकाशात जाते ते शून्य आहे. दुसर्‍या शब्दांत, सरासरी वार्षिक तापमान स्थिर राहते. जेव्हा सौर किरणे पृथ्वीमध्ये प्रवेश करतात तेव्हा त्यातील बहुतेक भाग पृथ्वीच्या पृष्ठभागाद्वारे शोषले जातात. घटनेतील अगदीच किरणे ढग आणि हवेने शोषली जातात. उर्वरित रेडिएशन पृष्ठभाग, वायू, ढगांद्वारे प्रतिबिंबित होते आणि बाह्य जागेत परत येते.

घटनेच्या रेडिएशनशी संबंधित शरीराद्वारे रेडिएशनचे प्रमाण प्रतिबिंबित होते जे 'अल्बेडो' म्हणून ओळखले जाते. म्हणून आपण ते म्हणू शकतो पृथ्वी-वातावरणीय प्रणालीचा सरासरी अल्बेडो 30% आहे. नव्याने पडलेला बर्फ किंवा काही अनुलंबरित्या विकसित कम्युलोनिंबसमध्ये अल्बेडो जवळजवळ 90% असतो, तर वाळवंटांमध्ये जवळजवळ 25% आणि समुद्र सुमारे 10% असतात (ते त्यांच्यापर्यंत पोहोचणार्‍या जवळजवळ सर्व किरणे शोषून घेतात).

आम्ही रेडिएशन कसे मोजू शकतो?

आपल्याला एका क्षणी प्राप्त होणारी सौर किरणे मोजण्यासाठी आम्ही पायरोनोमीटर नावाचे साधन वापरतो. या विभागात पारदर्शक गोलार्धात बंद केलेला सेन्सर असतो जो अगदी लहान तरंगलांबीच्या सर्व किरणांना प्रसारित करतो. या सेन्सरमध्ये काळा आणि पांढरा विभाग बदलत आहे ज्यामुळे रेडिएशनचे प्रमाण वेगळ्या प्रकारे शोषले जाते. या विभागांमधील तापमान कॉन्ट्रास्ट रेडिएशन फ्लक्सनुसार कॅलिब्रेट केले जाते (प्रति चौरस मीटर वॅट्समध्ये मोजले).

आपल्याकडील सौर किरणे किती प्रमाणात मिळतात याचा अंदाज आपल्याकडे असलेल्या सूर्यप्रकाशाच्या वेळेचे मोजमाप करून देखील मिळवता येतो. हे करण्यासाठी, आम्ही एक हेलोग्राफ नावाचे साधन वापरतो. हे एका भौगोलिक दक्षिणेकडे वाटणार्‍या काचेच्या गोलाद्वारे तयार केले गेले आहे, जे मोठ्या भिंगकाच्या काचेसारखे कार्य करते, ज्याचा संपूर्ण प्रकाश उत्सर्जन बिंदूमध्ये प्राप्त होतो ज्यामुळे दिवसाच्या काही तासांत पदवी घेतलेल्या विशेष कागदाच्या टेपला जाळले जाते.

सौर किरणे आणि ग्रीनहाऊस प्रभाव वाढला

यापूर्वी आम्ही नमूद केले आहे की पृथ्वीवर प्रवेश करणार्या सौर किरणेचे प्रमाण आणि जे सोडते ते समान आहे. हे पूर्णपणे खरे नाही, कारण तसे असल्यास, आपल्या ग्रहाचे जागतिक सरासरी तापमान -88 अंश असेल. आम्हाला पृथ्वीवर जीवन शक्य बनवते इतके आनंददायी आणि राहण्यास योग्य तापमान प्राप्त करण्यासाठी उष्णता टिकवून ठेवण्यास मदत करण्यासाठी काहीतरी आवश्यक आहे. तिथेच आपण ग्रीनहाऊस इफेक्टची ओळख करुन देतो. जेव्हा सौर विकिरण पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर आदळते तेव्हा ते बाह्य जागेत घालवण्याकरिता वातावरणाकडे जवळजवळ अर्धा परत जाते. बरं, आम्ही टिप्पणी दिली आहे की ढग, हवा आणि उर्वरित वातावरणीय घटक सौर किरणेचा एक छोटासा भाग शोषून घेतात. तथापि, स्थिर तापमान राखण्यासाठी आणि आपल्या ग्रहास राहण्यास योग्य बनविण्यासाठी शोषलेली ही रक्कम पुरेसे नाही. आपण या तापमानासह कसे जगू शकतो?

तथाकथित हरितगृह वायू ही त्या वायू आहेत ज्या पृथ्वीच्या पृष्ठभागाद्वारे उत्सर्जित तापमानाचा काही भाग वातावरणात परत येतात. हरितगृह वायू आहेतः पाण्याची वाफ, कार्बन डाय ऑक्साईड (सीओ 2), नायट्रोजन ऑक्साईड्स, सल्फर ऑक्साईड्स, मिथेन इ. प्रत्येक ग्रीनहाऊस गॅसमध्ये सौर किरणे शोषण्याची वेगळी क्षमता असते. रेडिएशन शोषून घेण्यासाठी जितकी जास्त क्षमता असेल तितकी उष्णता कायम ठेवेल आणि बाह्य जागेत परत येऊ देणार नाही.

संपूर्ण मानवी इतिहासामध्ये, ग्रीनहाऊस वायूंचे प्रमाण (बहुतेक सीओ 2 सह) अधिकाधिक वाढत आहे. या वाढीची वाढ होणार आहे औद्योगिक क्रांती आणि उद्योग, ऊर्जा आणि वाहतुकीत जीवाश्म इंधन जाळणे. तेल आणि कोळशासारख्या जीवाश्म इंधन जळल्यामुळे सीओ 2 आणि मिथेन उत्सर्जन होते. उत्सर्जन वाढणार्‍या या वायूंमुळे त्यांना मोठ्या प्रमाणात सौर किरणे टिकून राहतात आणि बाह्य जागेत परत येऊ देत नाहीत.

हे ग्रीनहाऊस इफेक्ट म्हणून ओळखले जाते. तथापि, हा प्रभाव वाढवत आम्ही ग्रीनहाउस म्हणतो हे प्रतिकूल आहे, कारण आपण जे करत आहोत ते अधिकाधिक जागतिक सरासरी तापमानात वाढत आहे. वातावरणात या रेडिएशन-शोषक वायूंचे जितके जास्त एकाग्रता होईल तितकी उष्णता कायम ठेवेल आणि म्हणूनच तापमान जास्त वाढेल.

सौर किरणे आणि हवामान बदल

ग्लोबल वार्मिंग जगभरात ओळखले जाते. सौर किरणे कायम ठेवल्यामुळे तापमानात होणारी ही वाढ जागतिक हवामानात बदल घडवून आणते. याचा अर्थ असा नाही की ग्रहाचे सरासरी तापमान वाढेल, परंतु हवामान आणि त्यातील प्रत्येक गोष्ट बदलेल.

तापमानात वाढ झाल्याने हवेच्या प्रवाहात अस्थिरता, महासागरीय वस्तुमान, प्रजातींचे वितरण, हंगामातील वारसा, अत्यंत हवामानविषयक घटनेत वाढ (जसे की दुष्काळ, पूर, चक्रीवादळ ...) इत्यादी इत्यादी कारणीभूत असतात.. म्हणूनच आपला रेडिएटिव्ह शिल्लक स्थिर मार्गाने परत येण्यासाठी आपल्याला ग्रीनहाऊस गॅस उत्सर्जन कमी करावे लागेल आणि आपले हवामान परत करावे लागेल.