الإشعاع الشمسي وأنواعه. تأثير الإشعاع الشمسي على الإنسان

اشعاع شمسي

اشعاع شمسي

الإشعاع الكهرومغناطيسي من الشمس إلى الغلاف الجوي للأرض. تتركز الأطوال الموجية للإشعاع الشمسي في النطاق من 0.17 إلى 4 ميكرون بحد أقصى. بموجة 0.475 ميكرون. نعم. يقع 48٪ من طاقة الإشعاع الشمسي على الجزء المرئي من الطيف (الطول الموجي من 0.4 إلى 0.76 ميكرون) ، و 45٪ - على الأشعة تحت الحمراء (أكثر من 0.76 ميكرون) ، و 7٪ - على الأشعة فوق البنفسجية (أقل من 0.4) µ م). إشعاع شمسي - رئيسي. مصدر الطاقة للعمليات في الغلاف الجوي ، المحيطات ، المحيط الحيوي ، إلخ. يتم قياسه بوحدات الطاقة لكل وحدة مساحة لكل وحدة زمنية ، على سبيل المثال. ث / م². الإشعاع الشمسي عند الحد الأعلى للغلاف الجوي في cf. مسافة الارض من الشمس يسمى ثابت شمسيوهو تقريبًا. 1382 واط / متر مربع. عند المرور عبر الغلاف الجوي للأرض ، يتغير الإشعاع الشمسي في شدته وتكوينه الطيفي بسبب الامتصاص والتشتت بواسطة جزيئات الهواء والشوائب الغازية والهباء الجوي. على سطح الأرض ، يقتصر طيف الإشعاع الشمسي على 0.29-2.0 ميكرومتر ، ويتم تقليل شدته بشكل كبير اعتمادًا على محتوى الشوائب والارتفاع فوق مستوى سطح البحر والغطاء السحابي. يصل الإشعاع المباشر إلى سطح الأرض ، ويضعف عند المرور عبر الغلاف الجوي ، وكذلك منتشر ، ويتكون من الانتثار المباشر في الغلاف الجوي. ينعكس جزء من الإشعاع الشمسي المباشر من سطح الأرض والغيوم ويذهب إلى الفضاء ؛ ينتشر الإشعاع أيضًا جزئيًا في الفضاء. ما تبقى من الاشعاع الشمسي في الاساس. تتحول إلى حرارة ، فتسخن سطح الأرض والهواء جزئيًا. الإشعاع الشمسي هو أحد العوامل الرئيسية. مكونات ميزان الإشعاع.

جغرافية. الموسوعة المصورة الحديثة. - م: روزمان. تحت إشراف الأستاذ. A. P. Gorkina. 2006 .

شاهد ما هو "الإشعاع الشمسي" في القواميس الأخرى:

الإشعاع الكهرومغناطيسي والجسمي للشمس. يغطي الإشعاع الكهرومغناطيسي نطاق الطول الموجي من إشعاع غاما إلى موجات الراديو ، حيث تقع طاقته القصوى على الجزء المرئي من الطيف. المكون الجسيمي للطاقة الشمسية ... ... قاموس موسوعي كبير

اشعاع شمسي- التدفق الكلي للإشعاع الكهرومغناطيسي المنبعث من الشمس وضرب الأرض ... قاموس الجغرافيا

هذا المصطلح له معاني أخرى ، انظر الإشعاع (المعاني). هذه المقالة تفتقر إلى روابط لمصادر المعلومات. يجب أن تكون المعلومات قابلة للتحقق ، وإلا فقد يتم التشكيك فيها ... ويكيبيديا

جميع العمليات على سطح الكرة الأرضية ، مهما كانت ، لها مصدرها من الطاقة الشمسية. يتم دراسة العمليات الميكانيكية البحتة أو العمليات الكيميائية في الهواء أو الماء أو التربة أو العمليات الفسيولوجية أو أيا كان ... ... القاموس الموسوعي F.A. Brockhaus و I.A. إيفرون

الإشعاع الكهرومغناطيسي والجسمي للشمس. يغطي الإشعاع الكهرومغناطيسي نطاق الطول الموجي من إشعاع غاما إلى موجات الراديو ، حيث تقع طاقته القصوى على الجزء المرئي من الطيف. المكون الجسيمي للطاقة الشمسية ... ... قاموس موسوعي

اشعاع شمسي- حالة Saulės spinduliuotas مثل T sritis fizika atitikmenys: engl. vok الإشعاع الشمسي. Sonnenstrahlung ، f rus. الإشعاع الشمسي ، ن ؛ الإشعاع الشمسي ، و ؛ الإشعاع الشمسي ، n pranc. Rayonnement solaire، m… Fizikos terminų žodynas

اشعاع شمسي- حالة Saulės spinduliuot مثل T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Saulės atmosferos elektromagnetinė (infraraudonoji 0.76 نانومتر سودارو 45٪ ، matomoji 0.38–0.76 نانومتر - 48٪ ، فوق بنفسجي 0.38 نانومتر ... Ekologijos terminų aiskinamasis žodynas

إشعاع الشمس ذو الطبيعة الكهرومغناطيسية والجسيمية. ريال سعودى. المصدر الرئيسي للطاقة لمعظم العمليات التي تحدث على الأرض. عضلي S. r. يتكون بشكل رئيسي من البروتونات بسرعات 300 1500 بالقرب من الأرض ... ... ... الموسوعة السوفيتية العظمى

بريد إلكتروني ماغن. والإشعاع الجسدي للشمس. بريد إلكتروني ماغن. يغطي الإشعاع نطاق الطول الموجي من أشعة جاما إلى موجات الراديو وطاقتها. الحد الأقصى في الجزء المرئي من الطيف. المكون الجسيمي لـ S. p. يتكون من الفصل. آر. من… … علم الطبيعة. قاموس موسوعي

الإشعاع الشمسي المباشر- الإشعاع الشمسي القادم مباشرة من القرص الشمسي ... قاموس الجغرافيا

كتب

• الإشعاع الشمسي ومناخ الأرض ، فيدوروف فاليري ميخائيلوفيتش. يقدم الكتاب نتائج دراسات الاختلافات في تشمس الأرض المرتبط بالعمليات الميكانيكية السماوية. يتم تحليل التغيرات منخفضة التردد وعالية التردد في المناخ الشمسي ...

المحاضرة 2.

اشعاع شمسي.

يخطط:

1. قيمة الإشعاع الشمسي للحياة على الأرض.

2. أنواع الإشعاع الشمسي.

3. التركيب الطيفي للإشعاع الشمسي.

4. امتصاص وتشتت الإشعاع.

5.PAR (إشعاع ضوئي نشط).

6. التوازن الإشعاعي.

1. المصدر الرئيسي للطاقة على الأرض لجميع الكائنات الحية (النباتات والحيوانات والبشر) هو طاقة الشمس.

الشمس عبارة عن كرة غاز يبلغ قطرها 695300 كم. نصف قطر الشمس أكبر 109 مرات من نصف قطر الأرض (خط الاستواء 6378.2 كم ، قطبي 6356.8 كم). تتكون الشمس بشكل أساسي من الهيدروجين (64٪) والهيليوم (32٪). يمثل الباقي 4٪ فقط من كتلته.

الطاقة الشمسية هي الشرط الرئيسي لوجود المحيط الحيوي وأحد العوامل الرئيسية المكونة للمناخ. بسبب طاقة الشمس ، تتحرك الكتل الهوائية في الغلاف الجوي باستمرار ، مما يضمن ثبات تكوين الغاز في الغلاف الجوي. تحت تأثير الإشعاع الشمسي ، تتبخر كمية هائلة من الماء من سطح الخزانات والتربة والنباتات. بخار الماء الذي تحمله الرياح من المحيطات والبحار إلى القارات هو المصدر الرئيسي لهطول الأمطار على اليابسة.

تعد الطاقة الشمسية شرطًا لا غنى عنه لوجود النباتات الخضراء ، والتي تحول الطاقة الشمسية إلى مواد عضوية عالية الطاقة أثناء عملية التمثيل الضوئي.

إن نمو النباتات وتطويرها هو عملية استيعاب ومعالجة الطاقة الشمسية ، وبالتالي ، فإن الإنتاج الزراعي ممكن فقط إذا وصلت الطاقة الشمسية إلى سطح الأرض. كتب العالم الروسي: "امنح أفضل طباخ قدرًا كبيرًا من الهواء النقي وأشعة الشمس ونهرًا كاملاً من الماء النظيف كما تريد ، واطلب منه تحضير السكر والنشا والدهون والحبوب من كل هذا ، وسيفكر أنك تضحك" عنده. لكن ما يبدو رائعًا تمامًا للإنسان يتم إنجازه دون عائق في الأوراق الخضراء للنباتات تحت تأثير طاقة الشمس. يقدر أن 1 متر مربع. ينتج متر من الأوراق في الساعة جرامًا من السكر. نظرًا لحقيقة أن الأرض محاطة بقشرة مستمرة من الغلاف الجوي ، فإن أشعة الشمس ، قبل أن تصل إلى سطح الأرض ، تمر عبر كامل سماكة الغلاف الجوي ، مما يعكسها جزئيًا ، وينتشر جزئيًا ، أي يغير الكمية والنوعية دخول ضوء الشمس إلى سطح الأرض. الكائنات الحية حساسة للتغيرات في شدة الإضاءة الناتجة عن الإشعاع الشمسي. بسبب الاستجابة المختلفة لشدة الضوء ، تنقسم جميع أشكال الغطاء النباتي إلى محبة للضوء ومتحمل للظل. يؤدي عدم كفاية الإضاءة في المحاصيل ، على سبيل المثال ، إلى ضعف تمايز أنسجة القش في محاصيل الحبوب. ونتيجة لذلك ، تقل قوة الأنسجة ومرونتها ، مما يؤدي غالبًا إلى إيواء المحاصيل. في محاصيل الذرة السميكة ، بسبب الإضاءة المنخفضة بالإشعاع الشمسي ، يضعف تكوين الكيزان على النباتات.

يؤثر الإشعاع الشمسي على التركيب الكيميائي للمنتجات الزراعية. على سبيل المثال ، محتوى السكر في البنجر والفواكه ، يعتمد محتوى البروتين في حبوب القمح بشكل مباشر على عدد الأيام المشمسة. كما تزداد كمية الزيت الموجودة في بذور عباد الشمس والكتان مع زيادة وصول الأشعة الشمسية.

تؤثر إضاءة الأجزاء الهوائية للنباتات بشكل كبير على امتصاص الجذور للعناصر الغذائية. في ظل الإضاءة المنخفضة ، يتباطأ نقل الذبابات إلى الجذور ، ونتيجة لذلك ، يتم منع عمليات التخليق الحيوي التي تحدث في الخلايا النباتية.

تؤثر الإضاءة أيضًا على ظهور وانتشار وتطور أمراض النبات. تتكون فترة الإصابة من مرحلتين ، تختلف كل منهما عن الأخرى استجابةً لعامل الضوء. أولها - الإنبات الفعلي للجراثيم واختراق مبدأ العدوى في أنسجة الثقافة المصابة - في معظم الحالات لا يعتمد على وجود الضوء وشدته. الثاني - بعد إنبات الجراثيم - يكون أكثر نشاطًا في ظروف الإضاءة العالية.

يؤثر التأثير الإيجابي للضوء أيضًا على معدل تطور العامل الممرض في النبات المضيف. هذا واضح بشكل خاص في فطريات الصدأ. كلما زاد الضوء ، كانت فترة الحضانة أقصر لصدأ خط القمح ، وصدأ أصفر الشعير ، وصدأ الكتان والفول ، وما إلى ذلك ، وهذا يزيد من عدد الأجيال للفطر ويزيد من شدة الإصابة. تزداد الخصوبة في هذا العامل الممرض في ظل ظروف الإضاءة الشديدة.

تتطور بعض الأمراض بشكل أكثر نشاطًا في الإضاءة المنخفضة ، مما يؤدي إلى إضعاف النباتات وتقليل مقاومتها للأمراض (العوامل المسببة لأنواع مختلفة من التعفن ، وخاصة محاصيل الخضر).

مدة الإنارة والنباتات. إن إيقاع الإشعاع الشمسي (تناوب الضوء والأجزاء المظلمة من اليوم) هو العامل البيئي الأكثر استقرارًا وتكرارًا من عام إلى آخر. نتيجة لسنوات عديدة من البحث ، أثبت علماء الفسيولوجيا اعتماد انتقال النباتات إلى التطور التوليدي على نسبة معينة من طول النهار والليل. في هذا الصدد ، يمكن تصنيف الثقافات وفقًا للتفاعل الدوري الضوئي إلى مجموعات: يوم قصيرتأخر تطورها لمدة يوم تزيد عن 10 ساعات. يوم قصير يشجع على تكوين الأزهار بينما يمنعها يوم طويل. وتشمل هذه المحاصيل فول الصويا ، والأرز ، والدخن ، والذرة الرفيعة ، والذرة ، وما إلى ذلك ؛

يوم طويل حتى الساعة 12-13تتطلب إضاءة طويلة المدى لتنميتها. يتسارع نموها عندما يبلغ طول النهار حوالي 20 ساعة ، وتشمل هذه المحاصيل الجاودار والشوفان والقمح والكتان والبازلاء والسبانخ والبرسيم وما إلى ذلك ؛

محايد فيما يتعلق بطول اليوملا يعتمد تطورها على طول اليوم ، مثل الطماطم والحنطة السوداء والبقوليات والراوند.

لقد ثبت أن غلبة تركيبة طيفية معينة في التدفق الإشعاعي ضرورية لبداية ازدهار النباتات. تتطور نباتات اليوم القصير بشكل أسرع عندما يسقط الحد الأقصى من الإشعاع على الأشعة الزرقاء البنفسجية ، والنباتات ذات اليوم الطويل - على النباتات الحمراء. تعتمد مدة الجزء الخفيف من اليوم (الطول الفلكي لليوم) على الوقت من السنة وخط العرض الجغرافي. عند خط الاستواء ، تكون مدة اليوم على مدار العام 12 ساعة ± 30 دقيقة. عند الانتقال من خط الاستواء إلى القطبين بعد الاعتدال الربيعي (21.03) ، يزداد طول اليوم إلى الشمال وينخفض ​​إلى الجنوب. بعد الاعتدال الخريفي (23.09) ينعكس توزيع طول اليوم. في النصف الشمالي من الكرة الأرضية ، 22 يونيو هو أطول يوم ، ومدته 24 ساعة شمال الدائرة القطبية الشمالية. أقصر يوم في نصف الكرة الشمالي هو 22 ديسمبر ، وبعد الدائرة القطبية الشمالية في أشهر الشتاء ، لا تفعل الشمس ترتفع فوق الأفق على الإطلاق. في خطوط العرض الوسطى ، على سبيل المثال ، في موسكو ، يتراوح طول اليوم خلال العام من 7 إلى 17.5 ساعة.

2. أنواع الإشعاع الشمسي.

يتكون الإشعاع الشمسي من ثلاثة مكونات: إشعاع شمسي مباشر ، متناثر وإجمالي.

إشعاع شمسي مباشرس-الإشعاع القادم من الشمس إلى الغلاف الجوي ثم إلى سطح الأرض على شكل حزمة من الأشعة المتوازية. تقاس شدته بالسعرات الحرارية لكل سم 2 في الدقيقة. يعتمد على ارتفاع الشمس وحالة الغلاف الجوي (الغيوم ، الغبار ، بخار الماء). تبلغ الكمية السنوية للإشعاع الشمسي المباشر على السطح الأفقي لإقليم ستافروبول 65-76 كيلو كالوري / سم 2 / دقيقة. عند مستوى سطح البحر ، مع موقع مرتفع للشمس (الصيف ، الظهيرة) وشفافية جيدة ، يكون الإشعاع الشمسي المباشر 1.5 كيلو كالوري / سم 2 / دقيقة. هذا هو جزء الطول الموجي القصير من الطيف. عندما يمر تدفق الإشعاع الشمسي المباشر عبر الغلاف الجوي ، فإنه يضعف بسبب امتصاص (حوالي 15٪) وتشتت (حوالي 25٪) من الطاقة بواسطة الغازات والهباء الجوي والسحب.

يسمى تدفق الإشعاع الشمسي المباشر الساقط على سطح أفقي بالتشمس. س= س الخطيئة هوهو المكون الرأسي للإشعاع الشمسي المباشر.

س – كمية الحرارة التي يتلقاها سطح عمودي على الحزمة ,

هو – ارتفاع الشمس ، أي الزاوية المتكونة من شعاع الشمس بسطح أفقي .

عند حدود الغلاف الجوي ، تكون شدة الإشعاع الشمسيلذا= 1,98 كيلو كالوري / سم 2 / دقيقة. - طبقا للاتفاقية الدولية لعام 1958. يسمى الثابت الشمسي. سيكون هذا على السطح إذا كان الغلاف الجوي شفافًا تمامًا.

أرز. 2.1. مسار شعاع الشمس في الغلاف الجوي عند ارتفاعات مختلفة من الشمس

إشعاع مبعثرد – يعود جزء من الإشعاع الشمسي الناتج عن تشتت الغلاف الجوي إلى الفضاء ، لكن جزءًا كبيرًا منه يدخل الأرض في شكل إشعاع متناثر. الحد الأقصى للإشعاع المتناثر + 1 كيلو كالوري / سم 2 / دقيقة. يُلاحظ في سماء صافية ، إذا كانت هناك غيوم عالية عليه. تحت السماء الملبدة بالغيوم ، يكون طيف الإشعاع المتناثر مشابهًا لطيف الشمس. هذا هو جزء الطول الموجي القصير من الطيف. الطول الموجي 0.17-4 ميكرون.

مجموع الاشعاعس- يتكون من إشعاع منتشر ومباشر على سطح أفقي. س= س+ د.

تعتمد النسبة بين الإشعاع المباشر والمنتشر في تركيبة الإشعاع الكلي على ارتفاع الشمس والغيوم وتلوث الغلاف الجوي وارتفاع السطح فوق مستوى سطح البحر. مع زيادة ارتفاع الشمس ، يتناقص جزء الإشعاع المتناثر في سماء صافية. كلما كان الغلاف الجوي أكثر شفافية وارتفاع الشمس ، قلت نسبة الإشعاع المتناثر. مع السحب الكثيفة المستمرة ، يتكون إجمالي الإشعاع بالكامل من إشعاع متناثر. في فصل الشتاء ، بسبب انعكاس الإشعاع من الغطاء الثلجي وانتشاره الثانوي في الغلاف الجوي ، تزداد نسبة الإشعاع المتناثر في تكوين الإجمالي بشكل ملحوظ.

إن الضوء والحرارة اللذان تستقبلهما النباتات من الشمس هو نتيجة عمل الإشعاع الشمسي الكلي. لذلك ، تعتبر البيانات المتعلقة بكميات الإشعاع التي يتلقاها السطح يوميًا وشهرًا وموسم النمو والسنة ذات أهمية كبيرة للزراعة.

ينعكس الإشعاع الشمسي. البيدو. ينتج الإشعاع الكلي الذي وصل إلى سطح الأرض ، والذي ينعكس منه جزئيًا ، إشعاعًا شمسيًا منعكسًا (RK) موجهًا من سطح الأرض إلى الغلاف الجوي. تعتمد قيمة الإشعاع المنعكس إلى حد كبير على خصائص وحالة السطح العاكس: اللون ، والخشونة ، والرطوبة ، إلخ. إلى المجموع. عادة ما يتم التعبير عن البيدو كنسبة مئوية:

تظهر الملاحظات أن بياض الأسطح المختلفة تختلف في حدود ضيقة نسبيًا (10 ... 30 ٪) ، باستثناء الثلج والماء.

تعتمد البيدو على رطوبة التربة التي تتناقص مع زيادتها ، وهو أمر مهم في عملية تغيير النظام الحراري للحقول المروية. بسبب انخفاض البياض ، عندما يتم ترطيب التربة ، يزداد الإشعاع الممتص. البياض للأسطح المختلفة له تباين يومي وسنوي واضح بشكل جيد ، بسبب اعتماد البياض على ارتفاع الشمس. لوحظت أدنى قيمة للبياض في حوالي ساعات الظهيرة وخلال العام - في الصيف.

إشعاع الأرض والإشعاع المضاد للغلاف الجوي. إشعاع فعال.سطح الأرض كجسم مادي مع درجة حرارة أعلى من الصفر المطلق (-273 درجة مئوية) هو مصدر للإشعاع ، وهو ما يسمى إشعاع الأرض نفسه (E3). يتم توجيهه إلى الغلاف الجوي ويتم امتصاصه بالكامل تقريبًا بواسطة بخار الماء وقطرات الماء وثاني أكسيد الكربون الموجود في الهواء. يعتمد إشعاع الأرض على درجة حرارة سطحها.

يمتص الغلاف الجوي كمية صغيرة من الإشعاع الشمسي وتقريباً كل الطاقة المنبعثة من سطح الأرض ، يسخن ، بدوره ، يشع الطاقة. يذهب حوالي 30٪ من إشعاع الغلاف الجوي إلى الفضاء الخارجي ، ويصل حوالي 70٪ إلى سطح الأرض ويسمى إشعاع الغلاف الجوي المضاد (Ea).

كمية الطاقة المنبعثة من الغلاف الجوي تتناسب طرديًا مع درجة حرارته ومحتوى ثاني أكسيد الكربون والأوزون وغطاء السحب.

يمتص سطح الأرض هذا الإشعاع المضاد بالكامل تقريبًا (بنسبة 90 ... 99٪). وبالتالي فهو مصدر مهم للحرارة لسطح الأرض بالإضافة إلى الأشعة الشمسية الممتصة. يسمى هذا التأثير للغلاف الجوي على النظام الحراري للأرض بتأثير الدفيئة أو الدفيئة بسبب التشابه الخارجي مع عمل الزجاج في البيوت الزجاجية والدفيئات. ينقل الزجاج جيدًا أشعة الشمس ، التي تسخن التربة والنباتات ، ولكنها تؤخر الإشعاع الحراري للتربة والنباتات الساخنة.

يُطلق على الفرق بين الإشعاع الذاتي لسطح الأرض والإشعاع المضاد للغلاف الجوي الإشعاع الفعال: Eef.

عيف = E3-Ea

في الليالي الصافية والغائمة قليلاً ، يكون الإشعاع الفعال أكبر بكثير من الليالي الملبدة بالغيوم ؛ لذلك ، يكون التبريد الليلي لسطح الأرض أكبر أيضًا. خلال النهار ، يتم حظره عن طريق الإشعاع الكلي الممتص ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة السطح. في الوقت نفسه ، يزداد الإشعاع الفعال أيضًا. يفقد سطح الأرض في خطوط العرض الوسطى 70 ... 140 واط / م 2 بسبب الإشعاع الفعال ، وهو ما يقرب من نصف كمية الحرارة التي تتلقاها من امتصاص الإشعاع الشمسي.

3. التركيب الطيفي للإشعاع.

الشمس ، كمصدر للإشعاع ، لديها مجموعة متنوعة من الموجات المنبعثة. تنقسم تدفقات الطاقة المشعة على طول الطول الموجي إلى الموجة القصيرة (X < 4 мкм) и длинноволновую (А. >4 ميكرومتر) إشعاع.يتراوح طيف الإشعاع الشمسي عند حدود الغلاف الجوي للأرض عمليا بين أطوال موجية من 0.17 و 4 ميكرون ، والإشعاع الأرضي والجوي - من 4 إلى 120 ميكرون. وبالتالي ، تشير تدفقات الإشعاع الشمسي (S ، D ، RK) إلى إشعاع الموجة القصيرة ، ويشير إشعاع الأرض (3 جنيهات إسترلينية) والغلاف الجوي (Ea) إلى إشعاع الموجة الطويلة.

يمكن تقسيم طيف الإشعاع الشمسي إلى ثلاثة أجزاء مختلفة نوعياً: الأشعة فوق البنفسجية (Y< 0,40 мкм), ви­димую (0,40 мкм < Y < 0.75 ميكرومتر) والأشعة تحت الحمراء (0.76 ميكرومتر < ص < 4 ميكرومتر). قبل الجزء فوق البنفسجي من طيف الإشعاع الشمسي ، يكمن إشعاع الأشعة السينية ، وما وراء الأشعة تحت الحمراء - الانبعاث الراديوي للشمس. عند الحد العلوي من الغلاف الجوي ، يمثل الجزء فوق البنفسجي من الطيف حوالي 7٪ من طاقة الإشعاع الشمسي ، و 46٪ للأشعة المرئية و 47٪ للأشعة تحت الحمراء.

يسمى الإشعاع المنبعث من الأرض والغلاف الجوي الأشعة تحت الحمراء البعيدة.

يختلف التأثير البيولوجي لأنواع مختلفة من الإشعاع على النباتات. الأشعة فوق البنفسجيةيبطئ عمليات النمو ، لكنه يسرع مرور مراحل تكوين الأعضاء التناسلية في النباتات.

قيمة الأشعة تحت الحمراء، الذي يمتصه الماء بنشاط في أوراق وسيقان النباتات ، هو تأثيره الحراري ، الذي يؤثر بشكل كبير على نمو النباتات وتطورها.

الأشعة تحت الحمراء البعيدةينتج فقط تأثير حراري على النباتات. تأثيره على نمو النباتات وتطورها ضئيل.

جزء مرئي من الطيف الشمسي، أولا ، يخلق الإضاءة. ثانيًا ، ما يسمى بالإشعاع الفسيولوجي (A ، = 0.35 ... 0.75 ميكرومتر) ، الذي تمتصه أصباغ الأوراق ، يتطابق تقريبًا مع منطقة الإشعاع المرئي (تلتقط جزئيًا منطقة الأشعة فوق البنفسجية). طاقتها لها أهمية تنظيمية وطاقة مهمة في حياة النباتات. داخل هذه المنطقة من الطيف ، يتم تمييز منطقة من الإشعاع النشط ضوئيًا.

4. امتصاص وتشتت الإشعاع في الغلاف الجوي.

عند المرور عبر الغلاف الجوي للأرض ، يتم إضعاف الإشعاع الشمسي بسبب الامتصاص والتشتت بواسطة غازات الغلاف الجوي والهباء الجوي. في الوقت نفسه ، يتغير تكوينه الطيفي أيضًا. عند ارتفاعات مختلفة من الشمس وارتفاعات مختلفة لنقطة المراقبة فوق سطح الأرض ، يختلف طول المسار الذي يسلكه شعاع الشمس في الغلاف الجوي. مع انخفاض في الارتفاع ، يتناقص الجزء فوق البنفسجي من الإشعاع بشدة بشكل خاص ، وينخفض ​​الجزء المرئي إلى حد ما قليلاً ، ويقل قليلاً فقط جزء الأشعة تحت الحمراء.

يحدث تشتت الإشعاع في الغلاف الجوي بشكل رئيسي نتيجة للتقلبات المستمرة (التقلبات) في كثافة الهواء في كل نقطة في الغلاف الجوي ، بسبب تكوين وتدمير "مجموعات" معينة (كتل) من جزيئات الغاز في الغلاف الجوي. تقوم جزيئات الهباء الجوي أيضًا بتشتيت الإشعاع الشمسي. تتميز شدة التشتت بمعامل التشتت.

ك = إضافة صيغة.

تعتمد شدة التشتت على عدد الجسيمات المشتتة لكل وحدة حجم ، وعلى حجمها وطبيعتها ، وكذلك على الأطوال الموجية للإشعاع المتناثر نفسه.

تشتت الأشعة ، كلما كان الطول الموجي أقصر. على سبيل المثال ، تنتشر الأشعة البنفسجية 14 مرة أكثر من الأشعة الحمراء ، وهو ما يفسر اللون الأزرق للسماء. كما هو مذكور أعلاه (انظر القسم 2.2) ، فإن الإشعاع الشمسي المباشر الذي يمر عبر الغلاف الجوي يتبدد جزئيًا. في الهواء النظيف والجاف ، تخضع شدة معامل الانتثار الجزيئي لقانون رايلي:

ك = ق /ص4 ,

حيث C هو معامل يعتمد على عدد جزيئات الغاز لكل وحدة حجم ؛ X هو طول الموجة المتناثرة.

نظرًا لأن الأطوال الموجية البعيدة للضوء الأحمر تقارب ضعف الأطوال الموجية للضوء البنفسجي ، فإن الأول ينتشر بواسطة جزيئات الهواء 14 مرة أقل من الأخير. نظرًا لأن الطاقة الأولية (قبل التشتت) للأشعة البنفسجية أقل من الأزرق والأزرق ، فإن الطاقة القصوى في الضوء المتناثر (الإشعاع الشمسي المتناثر) تتحول إلى أشعة زرقاء زرقاء ، والتي تحدد اللون الأزرق للسماء. وبالتالي ، يكون الإشعاع المنتشر أكثر ثراءً في الأشعة النشطة ضوئيًا من الإشعاع المباشر.

في الهواء المحتوي على شوائب (قطرات الماء الصغيرة ، بلورات الثلج ، جزيئات الغبار ، إلخ) ، يكون التبدد هو نفسه في جميع مناطق الإشعاع المرئي. لذلك ، تكتسب السماء صبغة بيضاء (يظهر ضباب). لا تبعثر عناصر السحب (القطرات الكبيرة والبلورات) أشعة الشمس على الإطلاق ، ولكنها تعكسها بشكل منتشر. ونتيجة لذلك ، تصبح الغيوم التي تضيءها الشمس بيضاء.

5. PAR (الإشعاع النشط ضوئيًا)

إشعاع نشط ضوئيًا. في عملية التمثيل الضوئي ، لا يتم استخدام الطيف الكامل للإشعاع الشمسي ، ولكن يتم استخدام طيفه فقط

جزء من نطاق الطول الموجي 0.38 ... 0.71 ميكرون ، - الإشعاع النشط الضوئي (PAR).

من المعروف أن الإشعاع المرئي ، الذي تدركه العين البشرية على أنه أبيض ، يتكون من أشعة ملونة: الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والنيلي والبنفسجي.

يعتبر استيعاب أوراق النبات لطاقة الإشعاع الشمسي انتقائيًا (انتقائيًا). تمتص أشد الأوراق شعاعًا أزرق بنفسجي (X = 0.48 ... 0.40 ميكرون) وأشعة برتقالية حمراء (X = 0.68 ميكرون) ، وأقل أصفرًا أخضر (أ = 0.58 ... 0.50 ميكرون) وأحمر بعيدًا (أ) . \ u003e 0.69 ميكرون) أشعة.

على سطح الأرض ، تسقط الطاقة القصوى في طيف الإشعاع الشمسي المباشر ، عندما تكون الشمس عالية ، على منطقة الأشعة الصفراء والخضراء (قرص الشمس أصفر). عندما تكون الشمس قريبة من الأفق ، يكون للأشعة الحمراء البعيدة أقصى طاقة (القرص الشمسي أحمر). لذلك ، فإن طاقة ضوء الشمس المباشر لا تشارك إلا قليلاً في عملية التمثيل الضوئي.

نظرًا لأن PAR هي أحد أهم العوامل في إنتاجية النباتات الزراعية ، فإن المعلومات المتعلقة بكمية PAR الواردة ، مع مراعاة توزيعها على الإقليم وفي الوقت المناسب لها أهمية عملية كبيرة.

يمكن قياس شدة PAR ، لكن هذا يتطلب مرشحات إضاءة خاصة تنقل موجات فقط في نطاق 0.38 ... 0.71 ميكرون. توجد مثل هذه الأجهزة ، لكنها لا تُستخدم في شبكة محطات قياس الأكتينومتري ، لكنها تقيس شدة الطيف المتكامل للإشعاع الشمسي. يمكن حساب قيمة PAR من البيانات الخاصة بوصول الإشعاع المباشر أو المنتشر أو الكلي باستخدام المعاملات التي اقترحها H.G Tooming و:

قفار = 0.43 س"+0.57 D) ؛

تم وضع خرائط توزيع للمقادير الشهرية والسنوية من أقصى أراضي روسيا.

لتوصيف درجة استخدام المحصول من قبل المحاصيل ، يتم استخدام كفاءة PAR:

KPIfar = (sumس/ المصابيح الأمامية / المجموعس/ المصابيح الأمامية) 100٪ ،

أين مجموعس/ المصابيح الأمامية- كمية PAR التي يتم إنفاقها على التمثيل الضوئي خلال موسم نمو النباتات ؛ مجموعس/ المصابيح الأمامية- كمية PAR المستلمة للمحاصيل خلال هذه الفترة ؛

تنقسم المحاصيل وفقًا لمتوسط ​​قيم CPIF إلى مجموعات (وفقًا لـ): عادة ما يتم ملاحظتها - 0.5 ... 1.5٪ ؛ جيد - 1.5 ... 3.0 ؛ سجل - 3.5 ... 5.0 ؛ ممكن نظريًا - 6.0 ... 8.0٪.

6. توازن إشعاع سطح الأرض

يسمى الفرق بين التدفقات الواردة والصادرة للطاقة المشعة توازن إشعاع سطح الأرض (ب).

يتكون الجزء الوارد من توازن الإشعاع لسطح الأرض خلال النهار من الإشعاع الشمسي المباشر والإشعاع المنتشر ، بالإضافة إلى الإشعاع الجوي. جزء الإنفاق من الميزان هو إشعاع سطح الأرض والإشعاع الشمسي المنعكس:

ب= س / + د+ Ea-E3-Rk

يمكن أيضًا كتابة المعادلة في شكل آخر: ب = س- RK - عيف.

بالنسبة لليل ، فإن معادلة توازن الإشعاع لها الشكل التالي:

ب \ u003d Ea - E3 أو B \ u003d -Eef.

إذا كان دخل الإشعاع أكبر من الناتج ، فسيكون توازن الإشعاع موجبًا ويزداد السطح النشط *. مع توازن سلبي ، يبرد. في الصيف يكون التوازن الإشعاعي موجبًا أثناء النهار وسالب في الليل. يحدث العبور الصفري في الصباح تقريبًا بعد شروق الشمس بساعة واحدة ، وفي المساء قبل غروب الشمس بساعة إلى ساعتين.

التوازن الإشعاعي السنوي في المناطق التي يتم فيها إنشاء غطاء ثلجي مستقر له قيم سلبية في موسم البرد وقيم موجبة في الموسم الدافئ.

يؤثر التوازن الإشعاعي لسطح الأرض بشكل كبير على توزيع درجة الحرارة في التربة والطبقة السطحية للغلاف الجوي ، وكذلك عمليات التبخر وذوبان الجليد ، وتشكيل الضباب والصقيع ، والتغيرات في خصائص الكتل الهوائية ( تحويل).

تتيح معرفة نظام الإشعاع للأراضي الزراعية حساب كمية الإشعاع التي تمتصها المحاصيل والتربة اعتمادًا على ارتفاع الشمس وبنية المحاصيل ومرحلة تطور النبات. تعد البيانات المتعلقة بالنظام ضرورية أيضًا لتقييم الطرق المختلفة لتنظيم درجة حرارة التربة والرطوبة ، والتبخر ، والتي يعتمد عليها نمو النبات وتطوره ، وتكوين المحاصيل ، وكميتها وجودتها.

الطرق الزراعية الفعالة للتأثير على الإشعاع ، وبالتالي ، فإن النظام الحراري للسطح النشط هو التغطية (تغطية التربة بطبقة رقيقة من رقائق الخث ، والسماد المتعفن ، ونشارة الخشب ، وما إلى ذلك) ، وتغطية التربة بغطاء بلاستيكي ، والري . كل هذا يغير قدرة الانعكاس والامتصاص للسطح النشط.

* السطح النشط - سطح التربة أو الماء أو الغطاء النباتي ، الذي يمتص مباشرة الإشعاع الشمسي والجوي ويطلق إشعاعًا في الغلاف الجوي ، وبالتالي ينظم النظام الحراري لطبقات الهواء المجاورة والطبقات الأساسية للتربة والماء والنبات.

اشعاع شمسي

اشعاع شمسي- الإشعاع الكهرومغناطيسي والجسمي للشمس. ينتشر الإشعاع الكهرومغناطيسي على شكل موجات كهرومغناطيسية بسرعة الضوء ويخترق الغلاف الجوي للأرض. يصل الإشعاع الشمسي إلى سطح الأرض في شكل إشعاع مباشر ومنتشر.
الإشعاع الشمسي هو المصدر الرئيسي للطاقة لجميع العمليات الفيزيائية والجغرافية التي تحدث على سطح الأرض وفي الغلاف الجوي (انظر التشمس). يُقاس الإشعاع الشمسي عادةً بتأثيره الحراري ويُعبر عنه بالسعرات الحرارية لكل وحدة مساحة لكل وحدة زمنية. في المجموع ، تتلقى الأرض من الشمس أقل من واحد على ملياري من إشعاعها.
النطاق الطيفي للإشعاع الكهرومغناطيسي للشمس واسع جدًا - من موجات الراديو إلى الأشعة السينية - ومع ذلك ، فإن شدته القصوى تقع على الجزء المرئي (الأصفر والأخضر) من الطيف.
يوجد أيضًا جزء جسمي من الإشعاع الشمسي ، يتكون أساسًا من بروتونات تتحرك من الشمس بسرعة 300-1500 كم / ثانية (الرياح الشمسية). أثناء التوهجات الشمسية ، تتشكل أيضًا جسيمات عالية الطاقة (بشكل أساسي البروتونات والإلكترونات) ، والتي تشكل المكون الشمسي للأشعة الكونية.
تعد مساهمة الطاقة للمكون الجسيمي للإشعاع الشمسي في شدته الكلية صغيرة مقارنة بالمكون الكهرومغناطيسي. لذلك ، في عدد من التطبيقات ، يُستخدم مصطلح "الإشعاع الشمسي" بالمعنى الضيق ، أي الجزء الكهرومغناطيسي فقط.
تعتمد كمية الإشعاع الشمسي على ارتفاع الشمس ووقت السنة وشفافية الغلاف الجوي. تستخدم مقاييس الأكتينومتر ومقاييس الحرارة لقياس الإشعاع الشمسي. تقاس شدة الإشعاع الشمسي عادةً بتأثيره الحراري ويتم التعبير عنه بالسعرات الحرارية لكل وحدة سطح لكل وحدة زمنية.
يؤثر الإشعاع الشمسي بقوة على الأرض فقط في النهار بالطبع - عندما تكون الشمس فوق الأفق. أيضًا ، يكون الإشعاع الشمسي قويًا جدًا بالقرب من القطبين ، خلال الأيام القطبية ، عندما تكون الشمس فوق الأفق حتى في منتصف الليل. ومع ذلك ، في الشتاء في نفس الأماكن ، لا تشرق الشمس فوق الأفق على الإطلاق ، وبالتالي لا تؤثر على المنطقة. لا تحجب السحب الإشعاع الشمسي ، وبالتالي فهو لا يزال يدخل الأرض (عندما تكون الشمس فوق الأفق مباشرة). الإشعاع الشمسي هو مزيج من اللون الأصفر الساطع للشمس والحرارة ، كما تمر الحرارة عبر السحب. ينتقل الإشعاع الشمسي إلى الأرض من خلال الإشعاع ، وليس من خلال التوصيل الحراري.
تعتمد كمية الإشعاع التي يتلقاها جسم سماوي على المسافة بين الكوكب والنجم - حيث تتضاعف المسافة ، تقل كمية الإشعاع القادمة من النجم إلى الكوكب بمقدار أربعة أضعاف (يتناسب مع مربع المسافة بين الكوكب والنجم). وبالتالي ، حتى التغييرات الصغيرة في المسافة بين الكوكب والنجم (اعتمادًا على انحراف المدار) تؤدي إلى تغيير كبير في كمية الإشعاع التي تدخل الكوكب. الانحراف اللامركزي لمدار الأرض ليس ثابتًا أيضًا - على مدار آلاف السنين ، يتغير ، ويشكل بشكل دوري دائرة شبه كاملة ، وأحيانًا يصل الانحراف إلى 5 ٪ (حاليًا 1.67 ٪) ، أي عند الحضيض ، الأرض حاليًا يتلقى 1.033 إشعاعًا شمسيًا أكثر من الأوج ، ومع أكبر انحراف - أكثر من 1.1 مرة. ومع ذلك ، فإن كمية الإشعاع الشمسي القادم تعتمد بقوة أكبر على تغير الفصول - في الوقت الحاضر ، يظل إجمالي كمية الإشعاع الشمسي التي تدخل الأرض دون تغيير عمليًا ، ولكن عند خطوط العرض 65 شمالًا (خط العرض للمدن الشمالية في) روسيا وكندا) في الصيف ، تزيد كمية الإشعاع الشمسي الوارد بأكثر من 25٪ عن الشتاء. هذا يرجع إلى حقيقة أن الأرض مائلة بزاوية 23.3 درجة بالنسبة للشمس. يتم تعويض التغيرات الشتوية والصيفية بشكل متبادل ، ولكن مع زيادة خط عرض موقع المراقبة ، تزداد الفجوة بين الشتاء والصيف أكثر فأكثر ، لذلك لا يوجد فرق بين الشتاء والصيف عند خط الاستواء. خارج الدائرة القطبية الشمالية ، في الصيف ، يكون تدفق الإشعاع الشمسي مرتفعًا جدًا ، وفي الشتاء يكون قليلًا جدًا. هذا يشكل المناخ على الأرض. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تؤدي التغييرات الدورية في الانحراف المركزي لمدار الأرض إلى ظهور عصور جيولوجية مختلفة: على سبيل المثال ،

أثار القرص الشمسي المسبب للعمى في جميع الأوقات عقول الناس ، وكان بمثابة موضوع خصب للأساطير والأساطير. منذ العصور القديمة ، خمن الناس تأثيره على الأرض. ما مدى قرب أسلافنا البعيدين من الحقيقة. إنها الطاقة المشعة للشمس التي ندين بها بوجود الحياة على الأرض.

ما هو الإشعاع الإشعاعي لنورنا وكيف يؤثر على العمليات الأرضية؟

ما هو الإشعاع الشمسي

الإشعاع الشمسي هو مزيج من المادة الشمسية والطاقة التي تدخل الأرض. تنتشر الطاقة على شكل موجات كهرومغناطيسية بسرعة 300 ألف كيلومتر في الثانية ، وتمر عبر الغلاف الجوي وتصل إلى الأرض في 8 دقائق. نطاق الموجات المشاركة في هذا "الماراثون" واسع جدًا - من موجات الراديو إلى الأشعة السينية ، بما في ذلك الجزء المرئي من الطيف. يخضع سطح الأرض لتأثير أشعة الشمس المباشرة والمنتشرة بفعل الغلاف الجوي للأرض. إن تناثر الأشعة الزرقاء-الزرقاء في الغلاف الجوي هو ما يفسر زرقة السماء في يوم صافٍ. يرجع اللون الأصفر البرتقالي للقرص الشمسي إلى حقيقة أن الموجات المقابلة لها تمر دون تشتت تقريبًا.

مع تأخير من 2-3 أيام ، تصل "الرياح الشمسية" إلى الأرض ، وهي استمرار للهالة الشمسية وتتكون من نوى ذرات العناصر الضوئية (الهيدروجين والهيليوم) ، وكذلك الإلكترونات. من الطبيعي أن يكون للإشعاع الشمسي تأثير قوي على جسم الإنسان.

تأثير أشعة الشمس على جسم الإنسان

يتكون الطيف الكهرومغناطيسي للإشعاع الشمسي من أجزاء الأشعة تحت الحمراء والمرئية والأشعة فوق البنفسجية. نظرًا لأن كوانتاها لها طاقات مختلفة ، فإن لها تأثيرات متنوعة على الإنسان.

إضاءة داخلية

كما أن الأهمية الصحية للإشعاع الشمسي عالية للغاية. نظرًا لأن الضوء المرئي هو عامل حاسم في الحصول على معلومات حول العالم الخارجي ، فمن الضروري توفير مستوى كافٍ من الإضاءة في الغرفة. يتم تنظيمها وفقًا لـ SNiP ، والتي يتم تجميعها للإشعاع الشمسي مع مراعاة السمات الخفيفة والمناخية للمناطق الجغرافية المختلفة وتؤخذ في الاعتبار عند تصميم وبناء مختلف المرافق.

حتى التحليل السطحي للطيف الكهرومغناطيسي للإشعاع الشمسي يثبت مدى تأثير هذا النوع من الإشعاع على جسم الإنسان.

توزيع الإشعاع الشمسي فوق أراضي الأرض

لا تصل كل الإشعاعات القادمة من الشمس إلى سطح الأرض. وهناك أسباب كثيرة لذلك. تصد الأرض بثبات هجوم تلك الأشعة التي تضر بمحيطها الحيوي. يتم تنفيذ هذه الوظيفة بواسطة درع الأوزون لكوكبنا ، مما يمنع الجزء الأكثر عدوانية من الأشعة فوق البنفسجية من المرور. مرشح الغلاف الجوي على شكل بخار الماء وثاني أكسيد الكربون وجزيئات الغبار العالقة في الهواء - يعكس إلى حد كبير الإشعاع الشمسي وينثره ويمتصه.

ذلك الجزء الذي تغلب على كل هذه العقبات يقع على سطح الأرض بزوايا مختلفة ، حسب خط عرض المنطقة. يتم توزيع الحرارة الشمسية الواهبة للحياة بشكل غير متساوٍ على أراضي كوكبنا. مع تغير ارتفاع الشمس خلال العام ، تتغير كتلة الهواء فوق الأفق ، والتي من خلالها يكمن مسار أشعة الشمس. كل هذا يؤثر على توزيع كثافة الإشعاع الشمسي على الكوكب. الاتجاه العام هو هذا - تزداد هذه المعلمة من القطب إلى خط الاستواء ، حيث أنه كلما زادت زاوية سقوط الأشعة ، زاد دخول الحرارة لكل وحدة مساحة.

تسمح لك خرائط الإشعاع الشمسي بالحصول على صورة لتوزيع كثافة الإشعاع الشمسي على أراضي الأرض.

تأثير الإشعاع الشمسي على مناخ الأرض

عنصر الأشعة تحت الحمراء للإشعاع الشمسي له تأثير حاسم على مناخ الأرض.

من الواضح أن هذا يحدث فقط في وقت تكون فيه الشمس فوق الأفق. يعتمد هذا التأثير على مسافة كوكبنا من الشمس ، والتي تتغير خلال العام. مدار الأرض عبارة عن قطع ناقص ، داخله الشمس. في رحلتها السنوية حول الشمس ، تبتعد الأرض عن نجمها ، ثم تقترب منه.

بالإضافة إلى تغيير المسافة ، يتم تحديد كمية الإشعاع التي تدخل الأرض من خلال ميل محور الأرض إلى مستوى المدار (66.5 درجة) وتغير الفصول التي تسببها. إنه في الصيف أكثر منه في الشتاء. عند خط الاستواء ، هذا العامل غائب ، ولكن مع زيادة خط عرض موقع المراقبة ، تصبح الفجوة بين الصيف والشتاء كبيرة.

تحدث جميع أنواع الكوارث في العمليات التي تحدث على الشمس. يتم تعويض تأثيرها جزئيًا من خلال المسافات الشاسعة والخصائص الوقائية للغلاف الجوي للأرض والمجال المغناطيسي للأرض.

كيف تحمي نفسك من أشعة الشمس

عنصر الأشعة تحت الحمراء للإشعاع الشمسي هو الدفء المرغوب الذي يتطلع إليه سكان خطوط العرض الوسطى والشمالية إلى جميع فصول السنة الأخرى. يستخدم كل من الأشخاص الأصحاء والمرضى الإشعاع الشمسي كعامل شفاء.

ومع ذلك ، يجب ألا ننسى أن الحرارة ، مثل الأشعة فوق البنفسجية ، مصدر تهيج قوي للغاية. يمكن أن يؤدي سوء استخدامهم إلى حروق ، وارتفاع درجة حرارة الجسم بشكل عام ، وحتى تفاقم الأمراض المزمنة. عند الاستحمام الشمسي ، يجب أن تتبع القواعد التي تختبرها الحياة. يجب أن تكون حذرًا بشكل خاص عند الاستحمام الشمسي في الأيام المشمسة الصافية. يجب أن يكتفي الرضع وكبار السن ومرضى السل المزمن ومشاكل الجهاز القلبي الوعائي بالإشعاع الشمسي المنتشر في الظل. هذه الأشعة فوق البنفسجية كافية تمامًا لتلبية احتياجات الجسم.

حتى الشباب الذين لا يعانون من مشاكل صحية خاصة يجب حمايتهم من الإشعاع الشمسي.

الآن هناك حركة يعارض نشطاءها الدباغة. وليس عبثا. الجلد المدبوغ جميل بلا شك. لكن الميلانين الذي ينتجه الجسم (ما نسميه حروق الشمس) هو رد الفعل الوقائي لتأثيرات الإشعاع الشمسي. لا فوائد لحروق الشمس!حتى أن هناك أدلة على أن حروق الشمس تقصر العمر ، لأن الإشعاع له خاصية تراكمية - فهو يتراكم طوال الحياة.

إذا كان الموقف خطيرًا جدًا ، يجب أن تتبع بدقة القواعد التي تنص على كيفية حماية نفسك من الإشعاع الشمسي:

• تحديد وقت حمامات الشمس بشكل صارم والقيام بذلك فقط خلال ساعات الأمان ؛
• عندما تكون في الشمس النشطة ، يجب أن ترتدي قبعة واسعة الحواف وملابس مغلقة ونظارات شمسية ومظلة ؛
• استخدم فقط واقي الشمس عالي الجودة.

هل الإشعاع الشمسي خطير على الإنسان في جميع أوقات السنة؟ ترتبط كمية الإشعاع الشمسي التي تصل إلى الأرض بتغير الفصول. في منتصف خطوط العرض في الصيف تزيد بنسبة 25٪ عن الشتاء. لا يوجد هذا الاختلاف عند خط الاستواء ، ولكن مع زيادة خط عرض مكان المراقبة ، يزداد هذا الاختلاف. هذا يرجع إلى حقيقة أن كوكبنا مائل بزاوية 23.3 درجة بالنسبة للشمس. في فصل الشتاء ، يكون منخفضًا فوق الأفق ويضيء الأرض فقط بالأشعة المتزلقة ، التي تقل درجة حرارة السطح المضيء. يتسبب هذا الوضع للأشعة في انتشارها على مساحة أكبر ، مما يقلل من شدتها مقارنة بالسقوط الهائل في الصيف. بالإضافة إلى ذلك ، فإن وجود زاوية حادة أثناء مرور الأشعة عبر الغلاف الجوي ، "يطيل" مسارها ، مما يجبرها على فقد المزيد من الحرارة. هذا الظرف يقلل من تأثير الإشعاع الشمسي في الشتاء.

الشمس نجم هو مصدر الحرارة والضوء لكوكبنا. إنه "يحكم" المناخ وتغير الفصول وحالة المحيط الحيوي للأرض بأكمله. والمعرفة فقط بقوانين هذا التأثير القوي ستسمح باستخدام هذه الهبة الواهبة للحياة لصالح صحة الناس.

1. ما يسمى الإشعاع الشمسي؟ ما هي الوحدات التي يتم قياسها؟ على ماذا تعتمد قيمتها؟

يُطلق على إجمالي الطاقة المشعة التي ترسلها الشمس الإشعاع الشمسي ، وعادة ما يتم التعبير عنه بالسعرات الحرارية أو الجول لكل سنتيمتر مربع في الدقيقة. يتم توزيع الإشعاع الشمسي بشكل غير متساو على الأرض. هذا يعتمد:

من كثافة الهواء ورطوبته - كلما زاد ارتفاعهما ، قل الإشعاع الذي يتلقاه سطح الأرض ؛

من خط العرض الجغرافي للمنطقة - تزداد كمية الإشعاع من القطبين إلى خط الاستواء. تعتمد كمية الإشعاع الشمسي المباشر على طول المسار الذي تنتقل إليه أشعة الشمس عبر الغلاف الجوي. عندما تكون الشمس في أوجها (زاوية سقوط الأشعة 90 درجة) ، فإن أشعةها تضرب الأرض بأقصر طريق وتطلق طاقتها بشكل مكثف إلى منطقة صغيرة ؛

من الحركة السنوية واليومية للأرض - في خطوط العرض الوسطى والعليا ، يختلف تدفق الإشعاع الشمسي اختلافًا كبيرًا حسب الموسم ، وهو ما يرتبط بالتغير في ارتفاع منتصف النهار للشمس وطول النهار ؛

من طبيعة سطح الأرض - كلما كان السطح أخف ، زاد ضوء الشمس الذي يعكسه.

2. ما هي أنواع الإشعاع الشمسي؟

هناك الأنواع التالية من الإشعاع الشمسي: يتكون الإشعاع الذي يصل إلى سطح الأرض من الإشعاع المباشر والمنتشر. يُطلق على الإشعاع الذي يأتي إلى الأرض مباشرة من الشمس على شكل ضوء شمس مباشر في سماء صافية ، اسم مباشر. يحمل أكبر قدر من الحرارة والضوء. إذا لم يكن لكوكبنا غلاف جوي ، فلن يتلقى سطح الأرض سوى الإشعاع المباشر. ومع ذلك ، عند المرور عبر الغلاف الجوي ، يتم تشتيت حوالي ربع الإشعاع الشمسي بواسطة جزيئات الغاز والشوائب ، وينحرف عن المسار المباشر. يصل بعضها إلى سطح الأرض ، وتشكل إشعاعًا شمسيًا متناثرًا. بفضل الإشعاع المتناثر ، يخترق الضوء أيضًا الأماكن التي لا يخترق فيها ضوء الشمس المباشر (الإشعاع المباشر). يخلق هذا الإشعاع ضوء النهار ويعطي لونًا للسماء.

3. لماذا يتغير تدفق أشعة الشمس حسب فصول السنة؟

تقع روسيا ، في الغالب ، في مناطق خطوط العرض المعتدلة ، بين المدار والدائرة القطبية ، وفي خطوط العرض هذه تشرق الشمس وتغرب كل يوم ، ولكن لا تصل أبدًا إلى ذروتها. نظرًا لحقيقة أن زاوية ميل الأرض لا تتغير أثناء دورانها بالكامل حول الشمس ، في المواسم المختلفة تختلف كمية الحرارة الواردة في خطوط العرض المعتدلة وتعتمد على زاوية الشمس فوق الأفق. لذلك ، عند خط عرض 450 كحد أقصى ، تكون زاوية سقوط أشعة الشمس (22 يونيو) حوالي 680 ، والدقيقة (22 ديسمبر) تقارب 220. كلما كانت زاوية سقوط أشعة الشمس أصغر ، قلت درجة الحرارة لذلك ، هناك اختلافات موسمية كبيرة في الإشعاع الشمسي المستلم في مواسم مختلفة من السنة: الشتاء ، الربيع ، الصيف ، الخريف.

4. لماذا من الضروري معرفة ارتفاع الشمس فوق الأفق؟

يحدد ارتفاع الشمس فوق الأفق كمية الحرارة القادمة إلى الأرض ، لذلك هناك علاقة مباشرة بين زاوية سقوط أشعة الشمس وكمية الإشعاع الشمسي القادم إلى سطح الأرض. من خط الاستواء إلى القطبين ، بشكل عام ، هناك انخفاض في زاوية سقوط أشعة الشمس ، ونتيجة لذلك ، من خط الاستواء إلى القطبين ، تقل كمية الإشعاع الشمسي. وهكذا ، بمعرفة ارتفاع الشمس فوق الأفق ، يمكنك معرفة كمية الحرارة القادمة إلى سطح الأرض.

5. اختر الإجابة الصحيحة. يُطلق على الكمية الإجمالية للإشعاع التي تصل إلى سطح الأرض: أ) الإشعاع الممتص ؛ ب) مجموع الإشعاع الشمسي. ج) إشعاع متناثر.

6. اختر الإجابة الصحيحة. عند التحرك نحو خط الاستواء ، تزداد كمية الإشعاع الشمسي الكلي: أ) ؛ ب) النقصان. ج) لا يتغير.

7. اختر الإجابة الصحيحة. أكبر مؤشر للإشعاع المنعكس هو: أ) الثلج ؛ ب) التربة السوداء. ج) الرمل. د) الماء.

8. هل تعتقد أنه من الممكن الحصول على السمرة في يوم صيف غائم؟

يتكون إجمالي الإشعاع الشمسي من عنصرين: منتشر ومباشر. في الوقت نفسه ، تحمل أشعة الشمس ، بغض النظر عن طبيعتها ، الأشعة فوق البنفسجية التي تؤثر على السمرة.

9. باستخدام الخريطة في الشكل 36 ، حدد إجمالي الإشعاع الشمسي لعشر مدن في روسيا. ما النتيجة التي توصلت إليها؟

إجمالي الإشعاع في مدن روسيا المختلفة:

مورمانسك: 10 كيلو كالوري / سم 2 في السنة ؛

أرخانجيلسك: 30 كيلو كالوري / سم 2 في السنة ؛

موسكو: 40 كيلو كالوري / سم 2 في السنة ؛

بيرم: 40 كيلو كالوري / سم 2 في السنة ؛

قازان: 40 سعرة حرارية / سم 2 في السنة ؛

تشيليابينسك: 40 سعرة حرارية / سم 2 في السنة ؛

ساراتوف: 50 سعرة حرارية / سم 2 في السنة ؛

فولغوغراد: 50 سعرة حرارية / سم 2 في السنة ؛

استراخان: 50 سعرة حرارية / سم 2 في السنة ؛

روستوف أون دون: أكثر من 50 كيلو كالوري / سم 2 في السنة ؛

النمط العام في توزيع الإشعاع الشمسي هو كما يلي: كلما اقترب الجسم (المدينة) من القطب ، قل إشعاع الشمس الذي يسقط عليه (المدينة).

10. صف كيف تختلف فصول السنة في منطقتك (الظروف الطبيعية ، حياة الناس ، أنشطتهم). في أي موسم من السنة تكون الحياة أكثر نشاطًا؟

تجعل التضاريس الصعبة ، إلى حد كبير من الشمال إلى الجنوب ، من الممكن التمييز بين 3 مناطق في المنطقة ، تختلف في كل من التضاريس وفي الخصائص المناخية: الغابات الجبلية والغابات والسهوب. مناخ منطقة الغابات الجبلية بارد ورطب. يختلف نظام درجة الحرارة حسب الراحة. تتميز هذه المنطقة بصيف قصير بارد وشتاء طويل ثلجي. يتكون الغطاء الثلجي الدائم في الفترة من 25 أكتوبر إلى 5 نوفمبر ويستمر حتى نهاية أبريل ، وفي بعض السنوات يظل الغطاء الثلجي حتى 10-15 مايو. الشهر بارده يناير-كانون الثاني. متوسط ​​درجة الحرارة في الشتاء هو 15-16 درجة مئوية تحت الصفر ، والحد الأدنى المطلق هو 44-48 درجة مئوية.أدفأ شهر هو يوليو بمتوسط ​​درجة حرارة 15-17 درجة مئوية ، وهي أقصى درجة حرارة مطلقة للهواء في الصيف في وصلت هذه المنطقة إلى 37-38 درجة مئوية. مناخ منطقة السهوب الحرجية دافئ ، مع فصول الشتاء الباردة إلى حد ما والثلج. متوسط ​​درجة الحرارة لشهر يناير هو 15.5-17.5 درجة مئوية تحت الصفر ، وبلغت درجة حرارة الهواء الدنيا المطلقة سالب 42-49 درجة مئوية.متوسط ​​درجة حرارة الهواء في يوليو زائد 18-19 درجة مئوية.درجة الحرارة القصوى المطلقة زائد 42.0 درجة مئوية المناخ من منطقة السهوب دافئة وجافة جدًا. الشتاء هنا بارد ، مع صقيع شديد ، وعواصف ثلجية ، تتم ملاحظتها لمدة 40-50 يومًا ، مما يتسبب في انتقال قوي للثلوج. متوسط ​​درجة الحرارة لشهر يناير هو 17-18 درجة مئوية تحت الصفر.في الشتاء القارس ، تنخفض درجة حرارة الهواء الدنيا إلى 44-46 درجة مئوية تحت الصفر.