هل تساءلت يومًا ما هو ملف خصائص الإشعاع الشمسي؟ في هذه المقالة لدينا الإجابة المشار إليها لهذا المتغير المثير للاهتمام. اكتشف معنا خصائص الإشعاع الشمسي وما هي أخطاره وعواقبه وغير ذلك الكثير.
ما هو الإشعاع الشمسي؟
يُفهم الإشعاع الشمسي على أنه المصدر النشط الذي ينبثق حصريًا من الفضاء الخارجي ، والذي يأتي بدوره من الكون الكوكبي الذي توجد فيه الشمس. يتكون الإشعاع المذكور أعلاه بفضل تفاعل الاندماج النووي الذي يعيش في قلب الشمس. هذا الإشعاع النووي له وظيفة توليد نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي يمكن أن ينتج في تردد الموجة. قادم للانتشار من خلال سرعة الضوء.
من ناحية أخرى ، تمثل الأمواج أحد الأشكال الأساسية لنقل الطاقة. تتميز الموجة بترددها ، وطولها وسرعتها ، وطول الموجة هو المسافة بين القمم ، والتردد هو عدد القمم التي تحدث في الثانية ، وسرعة الموجة هي سرعة الموجة الواحدة . crest.
ماذا يعني الإشعاع؟
يُعرَّف الإشعاع بأنه انتقال الطاقة المنبعثة من خلال موجة كهرومغناطيسية واحدة أو أكثر. ينتج هذا من نوع مصدر يوفر إشعاعًا ينبعث نحو اتجاهات أخرى موجهة في أجزاء متعددة.
من جانبها ، تتمتع الأمواج بالقوة والتسهيلات للعبور وتجاوز الفضاء الكوكبي ، واختراق الأرض. تمكنت جميع الأمواج من السفر بسرعة تقارب مائتين وتسعة وتسعين ألفًا وسبعمائة واثنين وتسعين ألف كيلومتر. كل من الطول والتردد اللذين يميزان الموجة متساميان حقًا من أجل وصف المتغيرات التالية:
- طاقة
- اختراق
- وضوح
- و القوة
ثابت شمسي
يشير هذا العامل إلى كمية الطاقة الشمسية المنبعثة تجاه كوكب الأرض. يمكن قياس هذه القوة من خلال وحدات الوقت والسطح. يتم تنفيذ هذا الإجراء من خلال الهيكل العلوي للغلاف الجوي على مستوى عادي عمودي للأشعة القادمة من نجمنا.
أنواع الإشعاع الشمسي
يتميز الإشعاع الشمسي باحتوائه على 3 أنواع أو أنماط معروفة من الأشعة ، مع مراعاة خصائصها وتأثيراتها ، حيث أن لكل منها مظاهر مختلفة من الطاقة. وهي مصنفة على النحو التالي:
- الأشعة التي تمد وتسهل وتوفر الحرارة. (الأشعة تحت الحمراء)
- الأشعة التي تنبعث وتعرض الضوء (مرئية)
- الأشعة فوق البنفسجية
هذه هي الأنواع الثلاثة للأشعة التي عادة ما نتعرف عليها بسهولة ، ومع ذلك ، عادةً ما يتم تقسيم الأشعة فوق البنفسجية إلى فئات أخرى سنذكرها على الفور ، وهي:
- تسمى تلك الأشعة التي تمكنت من اختراق غلافنا الجوي الأرضي بسهولة بالغة ؛ الأشعة فوق البنفسجية.
- هذه الأشعة ، على عكس السابقة ، تمثل مشاكل كبيرة لاختراق غلافنا الجوي. هذه تسمى UVB
تميل هذه الفئة من الأشعة فوق البنفسجية إلى أن تتميز بفئة الموجة القصيرة ، وهذا هو السبب في أنها لا تستطيع اختراق الغلاف الجوي لأن طبقة الأوزون تميل إلى امتصاصها بسرعة.
خصائص الإشعاع الشمسي
يتم توزيع الإشعاع الشمسي على عرض الطيف الذي لا يوجد عادة بتردد واحد ، مع لون مخضر ، ويتركز الإشعاع الأكثر تفوقًا في الضوء المرئي على أطراف الغلاف الجوي.
يشكل الضوء المرئي جزءًا صغيرًا من الطيف الكهرومغناطيسي، هذا مهم جدًا للبشر ، وبطبيعة الحال ، مهم أيضًا للطبيعة. هذا مجرد نوع واحد من أنواع عديدة من الإشعاع الكهرومغناطيسي.
يمكن لجسم الإنسان ، وليس العين البشرية ، اكتشاف أنواع أخرى من الإشعاع الكهرومغناطيسي. على سبيل المثال ، عندما نلمس شيئًا ساخنًا ، تحمل الأشعة تحت الحمراء طاقة الجسم في أيدينا. وبالتالي فإن الإحساس بالحرارة هو اكتشاف للأشعة تحت الحمراء خارج نصف القطر المرئي.
إذا بقينا في الشمس لفترة طويلة نتعرض لضربة شمس ، فإن سبب عدم ارتياحنا هو الأشعة فوق البنفسجية. بهذه الطريقة يمكننا أن نؤكد أن أجسامنا تكتشف أيضًا الأشعة فوق البنفسجية. لا يوجد سوى نافذتين للإشعاع الكهرومغناطيسي ، الضوء المرئي وموجات الراديو. يمتص الغلاف الجوي جميع أشكال الإشعاع الأخرى ، كليًا أو جزئيًا.
يتقلب الإشعاع الضوئي من حوالي أربعمائة إلى حوالي سبعمائة ميل بحري. هذه الكمية تعادل الإشعاع المرئي ، والذي يتم تفسيره على أنه 40٪ من الإشعاع العام. ضمن هذا الإشعاع يوجد انقسام سنراه أدناه:
- العد الأحمر البرتقالي من خمسمائة وتسعين إلى سبعمائة نانومتر
- الأخضر أربعمائة وتسعون إلى خمسمائة وستين نانومتر
- يذهب الأصفر من خمسمائة وستين إلى خمسمائة وتسعين نانومتر
- يتراوح اللون الأزرق البنفسجي من أربعمائة إلى أربعمائة وتسعين نانومتر
- يخضع الإشعاع الشمسي أثناء مروره عبر الغلاف الجوي للأرض:
- انعكاس
- الانكسار
- امتصاص
بهذه الطريقة ، تتمثل إحدى الخصائص الرئيسية للإشعاع الشمسي في أنه يمر بتغيرات مختلفة ، من أجل اختراق وتحقيق هدف الوصول إلى المستوى الأرضي.
توازن الإشعاع
في كل يوم ، تضرب القمم الجليدية الأرض لمدة أربعة عشر مائة دقيقة تقريبًا. بالإضافة إلى ذلك فإن الغلاف الجوي مسئول عن تصفية أشعة الشمس والسماح لها بالمرور حتى الحد من دخولها مما يتسبب في العواقب التالية:
- إنه قادر على تشتيت الأشعة بفضل الانتشار وكذلك وجود الغازات الموجودة فيه والغيوم التي تشكل جزءًا من هيكلها الكيميائي. مع الأخذ بعين الاعتبار أنه يحتوي على 78٪ نيتروجين ، وحجم 21٪ أكسجين ، وبقية الغازات يتكون من أراجون مع 0,9٪ ثاني أكسيد الكربون و 0,03٪ وكميات مختلفة من الماء ، إلى جانب الغبار والجسيمات الأخرى المعلقة. .
- من العواقب الأخرى التي يمكن أن نذكرها هي الامتصاص الذي يقع على زيادة درجة الحرارة ، ولكن هذا عادة ما يكون طفيفًا بعض الشيء فيما يتعلق بالضوء المرئي ، وبالتالي يكون شفافًا تمامًا فيما يتعلق بالإشعاع الفوري للشمس.
- تمكن جزء كبير من الإشعاع من عبور واختراق الغلاف الجوي للأرض دون أي تغيير. يسمى هذا الإشعاع الذي ينجح في الاختراق بسهولة وبنجاح تام ، بالإشعاع الصافي. لذلك ، فإن الطاقة المتوفرة بالكامل تتوافق مع ما يقرب من الجزء الرابع فقط من الطاقة العامة التي يمكن أن تنبعث.
في حين أن الجزء السفلي من الغلاف الجوي هو الجزء الذي نقضي فيه كل وقتنا تقريبًا ، والذي يسمى طبقة التروبوسفير ، يبلغ متوسط سمكه حوالي أحد عشر كيلومترًا. يؤدي وظيفة امتصاص الأشعة فوق البنفسجية ، وكذلك امتصاص بخار الماء. تمثل هذه العملية التي يقوم بها ، والتي تتم من خلالها تصفية الأشعة فوق البنفسجية ، حقيقة مهمة حقًا لدورة الحياة الحيوية.
كيف تؤثر أشعة الشمس على الصحة؟
كما هو معروف لنا ، فإن خصائص الإشعاع الشمسي تمكنوا من إحداث تأثيرات سلبية على العضو الذي يسمى الجلد للبشر. مع الأخذ في الاعتبار مدى قوة التعرض لأشعة الشمس ، ودرجة القوة التي تمارسها الموجات الشمسية على الجلد. فيما يلي بعض الأضرار التي تسببت فيها:
- يمكن أن تؤدي الأشعة فوق البنفسجية بشكل عام إلى الإصابة بالسرطان في جلد البشر.
- المشاكل الأخرى التي يسببها الإشعاع الشمسي هي التأثير على العينين ، حيث أن تعرضهما لأشعة الشمس يمكن أن يسبب حالات كبيرة مثل فقدان البصر.
- الجلد هو العضو الأكثر تضررا ، والتعرض المطول للأشعة فوق البنفسجية يمكن أن يسبب أضرارا خطيرة ، والتي تترجم إلى المتغيرات التالية:
- احمرار الجلد
- مانشاس أوسكوراس
- التجاعيد
بفضل حماية طبقة الأوزون لدينا ، لا يمكن لجزء كبير من الأشعة فوق البنفسجية اختراق الأرض. خلاف ذلك ، إذا لم تكن لدينا هذه الحماية القيمة ، فإن الأضرار والعواقب ستكون أكثر خطورة. في مجال الطب ، نجح العلم في استخدام معدات مجهزة بأشعة الليزر من أجل استخدامها في استئصال الجروح وتضميدها. وبهذه الطريقة يمكن أيضًا استخدامه لعلاج الأمراض التالية:
- الصدفية
- البهاق
- عقيدات الجلد
ما هي اهمية الاشعاع الشمسي؟
على الرغم من العواقب المختلفة التي أوضحناها سابقًا على تأثيرات الإشعاع الشمسي ، من الضروري إبراز الشيء المهم حقًا حول وجوده على حياة ورفاهية الكوكب بشكل عام. ومن الجوانب التي تمكنا من إبرازها حول أهميتها نذكر ما يلي:
- تمثل الطاقة الشمسية متغيرًا حيويًا تمامًا: الطاقة الشمسية هي المصدر الرئيسي للطاقة ، وبالتالي ، المحرك الذي يحرك بيئتنا. الطاقة الشمسية التي نتلقاها من خلال الإشعاع الشمسي مسؤولة بشكل مباشر أو غير مباشر عن جوانب مهمة في الحياة مثل:
- التمثيل الضوئي في النباتات: الحفاظ على درجة حرارة الكوكب متوافقة مع حياة الرياح. الطاقة الشمسية التي تصل إلى سطح الأرض أكبر بـ 10.000 مرة من الطاقة التي تستهلكها البشرية جمعاء حاليًا.
إذا لم يكن وجود الطاقة المذكورة قادرًا على اختراق المناطق المحيطة بكوكبنا ، فستكون العواقب سيئة السمعة تمامًا ، حيث يجب أن نأخذ في الاعتبار أنه على الرغم من بعض الميزات التي تنفذها عادة من خلال التأثيرات السلبية التي تتولد قبل كل شيء في البشر ، يجب أن نضع في اعتبارنا أن وجودهم على الأرض له أهمية وثيقة الصلة.
للإشعاع الشمسي فوائد إيجابية تفضل بعض آليات صحة الإنسان ، ومن بينها نذكر:
- تحفيز فيتامين د
- يساعد الدورة الدموية
- يساعد على تحفيز جزء الدماغ الذي يتحكم في الحالة المزاجية
هذه بعض الفوائد التي يجلبها الإشعاع الشمسي للبشرية ، ناهيك عن الآثار الإيجابية الأخرى التي يولدها على الأرض ، وزيادة عمليات الزراعة والهندسة ، وفي مجالات أخرى مثل الهندسة المعمارية. في الوقت نفسه ، يمثل مصدرًا بديلاً للطاقة من حيث تسخين المياه.
مما لا شك فيه أن الآثار التي يعطيناها الإشعاع الشمسي هي تأثيرات بارعة وفريدة من نوعها تمامًا ، ولا يتم التعرف عليها فقط لتأثيرها على الأرض ، ولكنها توفر أيضًا بعض المؤشرات الإيجابية لبعض الآليات الطبيعية للبشر. لذلك ، فإن دراسته ممتعة للغاية وكاملة ، وذلك بفضل البعض أهم العلماء من التاريخ ، مثل إسحاق نيوتن ، نعرف اليوم بعض المتغيرات التي تشكل الإشعاع.