Dzisiaj porozmawiamy o rodzaju zmiennej, która jest dość ważna przy ustalaniu typu klimatu w określonym regionie. Chodzi o irradiancja. Irradiancja to wielkość, która mierzy energię na jednostkę powierzchni padającego promieniowania słonecznego na danej powierzchni. Ta ilość promieniowania słonecznego padającego na powierzchnię jest mierzona w określonej przestrzeni i czasie.
W tym artykule powiemy Ci wszystko, co musisz wiedzieć o natężeniu promieniowania i znaczeniu określania rodzajów klimatu.
Główne cechy
Irradiancja to wielkość, która pomaga nam zmierzyć, ile promieniowania słonecznego pada na określoną powierzchnię w określonym czasie. Wiadomo, że nie całe promieniowanie słoneczne wytwarzane przez słońce dociera do naszej planety. Natężenie promieniowania wyrażono w jednostkach mocy na powierzchnię. Zwykle wartości są podawane w watach na metr kwadratowy. Jeśli odnosimy się do napromieniowania słonecznego, będziemy mówić o ilości irradiancji, jaką dana powierzchnia otrzymuje na jednostkę czasu.
Na przykład możemy powiedzieć, że irradiancja w miejscu jest 10 watów na metr kwadratowy i godzinę. Oznacza to, że taka ilość promieniowania słonecznego przypada na jeden metr kwadratowy na godzinę. W ten sposób możemy dowiedzieć się, ile promieniowania słonecznego otrzymuje dana powierzchnia w czasie, aby ustalić, jaki typ klimatu panuje na danym obszarze.
Wiemy, że promieniowanie słoneczne jest ważną zmienną dla wartości temperatur w danym miejscu. Jeśli to miejsce otrzymuje dużą ilość promieniowania słonecznego, normalne jest, że ma wyższą temperaturę. Ponadto wartości te określają przeważający reżim wiatrowy i niektóre zjawiska atmosferyczne, które powodują opady. Słońce jest silnikiem powodującym zjawiska atmosferyczne, takie jak opady, które powstają w troposferze. To promieniowanie słoneczne ogrzewa część powierzchni, powodując nagrzewanie się otaczającego powietrza i jego wzrost.
W obszarze, w którym powietrze się unosi, powstanie rodzaj szczeliny, którą musi wypełnić kolejna masa powietrza. W ten sposób ustala się reżimy wiatrowe. Im większa różnica w gęstości powietrza, tym silniejszy wiatr. Ponadto są to sprzyjające warunki do powstawania antycyklonów i burz.
Pochodzenie irradiancji
Z technicznego punktu widzenia promieniowanie słoneczne na powierzchni ziemi jest sposobem na dodanie pewnego przedziału czasu, w którym promieniowanie oddziałuje na powierzchnię przefiltrowaną przez atmosferę. Dane, które napromieniowanie słoneczne da nam na powierzchni, będą zależały od pory roku, szerokości geograficznej, klimatu w ogóle i pory dnia, w której się znajdujemy.
Promieniowanie elektromagnetyczne pochodzi ze słońca. Jest to energia pochodząca z reakcji syntezy jądrowej, która nieustannie zachodzi wewnątrz Słońca. W tej reakcji jądrowej dwa jądra wodoru łączą się, tworząc jądro helu. Podczas tej kombinacji atomów uwalnia się duża ilość energii, która jest uwalniana w postaci promieniowania.
Należy również wziąć pod uwagę, że ciepło powstające w tej reakcji jest odpowiedzialne za to, że Słońce jest gigantyczną żarzącą się masą, która wytwarza ciepło docierające do powierzchni ziemi. Musimy pamiętać, że nasza planeta znajduje się w tak zwanej „strefie nadającej się do zamieszkania”. To znaczy, że było wystarczająco blisko, aby słońce nas ogrzewało, ale wystarczająco daleko, aby nas nie paliło.
Zewnętrzna powierzchnia Słońca ma około 5500 stopni Celsjusza. Gwiazda ta emituje duże ilości promieniowania elektromagnetycznego o szerokim zakresie fal i częstotliwości. To promieniowanie elektromagnetyczne obejmuje zakres od ultrafioletu do podczerwieni, a obszar widoczny dla ludzi nazywany jest tęczą. Widmo promieniowania słonecznego to takie, które obejmuje wszystkie długości fal emitowanych przez słońce, niezależnie od tego, czy jest ono widoczne dla ludzi.
Rodzaje irradiancji
Istnieje kilka rodzajów napromieniowania w zależności od ich właściwości i pochodzenia. Przeanalizujemy każdy z nich krok po kroku:
- Całkowite nasłonecznienie: jest to pomiar obejmujący wszystkie długości fal na jednostkę, który miałby wpływ na górne warstwy atmosfery naszej planety. Zwykle mierzy się go prostopadle do światła słonecznego wpadającego do atmosfery.
- Bezpośrednie normalne natężenie promieniowania: to ten, który mierzy powierzchnię ziemi w określonym miejscu. Aby to zrobić, na powierzchni umieszczonej prostopadle do słońca używany jest element. Całkowite bezpośrednie natężenie napromienienia będzie równe pozaziemskiemu natężeniu napromienienia nad atmosferą, pomniejszone o straty atmosferyczne wynikające z pochłaniania i rozpraszania światła przez wiatr i chmury. Straty te można zwiększyć lub zmniejszyć w zależności od między innymi pory dnia, szerokości geograficznej, zachmurzenia i wilgotności.
- Rozproszone promieniowanie poziome: jest również znany pod nazwą rozproszonego promieniowania nieba. Jest to promieniowanie, w którym promieniowanie światła rozproszonego w atmosferze dociera do powierzchni ziemi. Wielkość tę można zmierzyć na poziomej powierzchni z promieniowaniem pochodzącym ze wszystkich punktów na niebie. Gdyby atmosfera nie istniała, nie byłoby rozproszonego promieniowania poziomego.
- Globalne natężenie napromienienia poziomego: Wreszcie, ten rodzaj natężenia napromienienia jest tym, co mierzy całkowite promieniowanie słoneczne na poziomej powierzchni ziemi. Jest liczone jako suma natężenia napromienienia bezpośredniego i rozproszonego napromienienia poziomego.
Wszystkie te wartości są ustalane, aby poznać charakterystykę klimatyczną danego obszaru. Ponadto jest używany w wielu badaniach do rozwoju i budowy odnawialnych źródeł energii, które współpracują ze słońcem. Przykładem tego jest fotowoltaiczna energia słoneczna. Aby przeprowadzić studium wykonalności fotowoltaicznej energii słonecznej, konieczne jest poznanie ilości promieniowania słonecznego, które będzie oddziaływać na powierzchnię dachu domu przez cały rok. Ponadto wymagane będą wartości innych zmiennych, takich jak między innymi zachmurzenie, wilgotność i reżim wiatru.
Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom dowiesz się więcej o natężeniu promieniowania.