||~ الطاقة الإشعاعية الواصلة إلى الغلاف الجوي ~||

الحمد لله وحده .. والصلاة والسلام على من لا نبي بعده ..
سيدنا محمد صلى الله عليه وسلم ..
سيد الأولين والآخرين ..
وعلى آله وصحبه أجمعين .. إلـى يوم الدين ...


[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

أعضاء و زوار منتدى - شؤون بيئية - مرحباً بكم


الطاقة الإشعاعية الواصلة إلى الغلاف الجوي

إن معظم الطاقة الإشعاعية التي تنطلق الشمس تكون
بشكل موجات كهرومغناطسية تصل إلى أعلى الغلاف الجوي بشكل موجات قصيرة،
وتتوقف كميتها على عاملين رئيسيين هما: المعامل الشمسي الثابثsolar
constant والبعد بين الأرض والشمس، ومن المفروض أن نفس هذه الكمية هي التي
كان من الممكن أن تصل إلى سطح الأرض إذا لم يعترضها الغلاف الجوي.

والمقصود بالمعامل الشمسي الثابت هو الطاقة
الإشعاعية التي تقع على 1سم 2 من السطح العلوي للغلاف الجوي إذا ما سقطت
عليه بشكل عمودي عندما تكون الأرض واقعة على بعدها المتوسط من الشمس وهو
148 مليون كيلومتر "93 مليون ميل". ومن الحسابات التي أجراها بعض الباحثين
تبين أن هذا المعامل الثابت هو 13.94 سعر/ سم 2 / دقيقة1.

ولكن على الرغم من وصف المعامل بأنه ثابت
Constant فإنه ليس في الواقع ثابتًا تمامًا بسبب ما يطرأ على سطح الشمس
نفسها من تغيرات تترتب عليها تغيرات في الطاقة الإشعاعية المنطلقة منها،
وبسبب اختلاف بعد الأرض عن الشمس في الصيف عنه في الشتاء، فالمعروف أن هذا
البعد يبلغ أدناه في أول شهر يناير حيث يبلغ 146.4 مليون كيلومتر "91.5
مليون ميل" وعندئذ تكون الشمس في موضع الرأس بالنسبة للأرض Perihelion، ثم
يبلغ أقصاه في أول شهر يوليو حيث يبلغ 151.2 مليون كيلومتر "94.5 مليون
ميل" وتكون الشمس عندئذ في نقطة الذنب Aphelion، ونتيجة لهذا فإن الطاقة
الشمسية التي تصل إلى أعلى جو الأرض تكون في الحالة الأولى أي في يناير
2.01 سعر/ سم 2 / دقيقة2. ومع ذلك فإن هذا الاختلاف ليس له تأثير مناخي
يذكر بسبب تدخل العوامل الأخرى التي تؤثر على كمية الأشعة وقوتها وأهمها
طول المسافة التي تقطعها الأشعة عند اختراقها للغلاف الجوي، والزاوية التي
تسقط بها على الأرض، ودرجة صفاء الجو ومقدار ما به من سحب وغبار وبخار ماء،
وطول النهار بالنسبة لطول الليل.

ونظرًا لأن مساحة سطح الكرة تعادل أربعة أمثال
مساحة مقطعها العرضي فإن معدل الطاقة الإشعاعية التي تسقط على سطح سنتيمتر
مربع من مقطع أفقي من سطحها في حالة عدم وجود غلاف جوي 0.25 من المعامل
الثابت الذي يمثل ما يقع أعلى الغلاف الجوي وهو 1.94 سعر /سم 2 دقيقة أي
شكل"2"
كميات الإشعاع التي يتلقاها كل 1سم 2 من السطح العلوي للغلاف الجوي "أو من
سطح الأرض إذا افترضنا عدم وجود هذا الغلاف" في فصلي الصيف والشتاء وفي
السنة على دوائر العرض المختلفة.

يكون 1.94 ÷ 4= 0.485سعر/ سم 2 / دقيقة1.
ويبين
شكل"2" كميات الإشعاع التي يتلقاها كل1سم 2 من السطح العلوي للغلاف الجوي
"أو من سطح الأرض إذا افترضنا عدم وجود هذا الغلاف" في فصلي الصيف والشتاء
وفي السنة، وذلك على دوائر العرض المختلفة2 ومنه يتبين أن قمة الإشعاع
السنوي، توجد على خط الاستواء وأدناها عند القطب، ولكن هذه القمة تتزحزح في
فصل الصيف إلى خط عرض 23 ْ، أما في فصل الشتاء فيكون هناك تناقص تدريجي في
الإشعاع من خط الاستواء إلى القطب.
ويبين شكل"3" توزيع المعدلات
اليومية للإشعاع الشمسي في حالة عدم وجود غلاف جوي على دوائر العرض في
تواريخ معينة، وهو يوضح بخطوط "الإشعاع الشمسي المتساوي" المحسوب بالسعرات
على كل سنتيمتر مربع في اليوم. ومن هذا الشكل
يتضح أن قمة الإشعاع في فصل الصيف توجد في الأقاليم القطبية وأن حده
الأدنى، وهو صفر، يوجد في نفس الأقاليم في الشتاء. وإلى جانب قمة الإشعاع
الصيفية القطبية تظهر قمة أخرى ثانوية في نفس الفصل بين دائرتي عرض 40 ْو
50 ْفي نصفي الكرة، كما يمثلها خط الأشعة المتساوي 1000 سعر. وتتميز
الأقاليم المحصورة بين المدارين بوجود قمتين للإشعاع نتيجة لتعامد الشمس
عليها مرتين في أثناء تحركها نحو الشمال في فصل الصيف "الشمالي" وإلى
الجنوب في فصل الشتاء.
ويبن الجدول"1" معدل كمية الإشعاع الشمسي الذي
يصل إلى أعلى الغلاف الجوي "أ" وكمية الإشعاع التي تصل سطح الأرض بعد
اختراق الغلاف الجوي "ب" على بعض دوائر العرض في الانقلابين والاعتدالين.
جدول
"1" معدل كمية الإشعاع الشمسي التي تصل إلى أعلى الغلاف الجوي "أ" وكمية
الإشعاع التي تصل إلى سطح الأرض بعد اختراق هذا الغلاف "ب" على دوائر العرض
المختلفة في التواريخ التي تمثل الاعتدالين والانقلابين "بالسعرات/ سم 2 /
دقيقة"1.

ويتبين من هذا الجدول أن الغلاف الجوي يقلل
كثيرًا من كمية الإشعاع الشمسي الذي يصل إلى الأرض، وأنه في حالة عدم وجوده
فإن المناطق القطبية يكون نصيبها من الأشعة في وقت الانقلاب الصيفي أكبر
منه في أي نطاق آخر من سطح الكرة الأرضية، إلا أن وجود الغلاف الجوي، وميل
الأشعة وطول المسافة التي تقطعها خلاله تقلل من الطاقة الإشعاعية التي تصل
إلى الأرض في هذه المناطق. وبدلًا من ذلك فإن النطاق الذي يصيبه أكبر قدر
من الأشعة هو النطاق المحصور بين دائرتي العرض 30 ْو 40،ْ وذلك بسبب جفافه،
وقلة سحبه، حيث إنه يتفق مع نطاق الضغط المرتفع وراء المدار الذي يسود فيه
الهواء الهابط الجاف. وإن نفس هذا العامل، وهو قلة السحب هو السبب في أن
الإشعاع الشمسي في وقت الاعتدالين يصل إلى قمته فيما بين دائرتي العرض 10
ْو20 ْفي الاعتدال الربيعي وفيما بين دائرتي عرض 20 ْو30 ْفي الاعتدال
الخريفي، وينطبق هذا عمومًا على نصفي الكرة الشمالي والجنوبي، مع بعض
الاختلافات التي ترجع إلى زيادة اتساع الماء بالنسبة لليابس في النصف
الجنوبي، وما ينتج عنه من زيادة في كميات السحب.



إلى هنا أكون قد أنهيت موضوعي التي أتمنى أن ينال إعجابكم