ما هي أنواع الأشعة الشمسية حسب أطوال موجاتها؟

1 إجابة واحدة

 تُرسل لنا الشّمس إشعاعاً عبر مجموعة واسعة من الأطوال الموجيّة بكثافات متفاوتة، ويُسمى بالإشعاع الشّمسي الكهرومغناطيسي وهو الذي يؤثر على الحافة العلوية للغلاف الجوي بالإشعاع خارج الأرض؛ ويبلغ متوسط ​​التكامل للطيف الكامل 1,367 واط / م² (الثابت الشّمسي).

يمتّد النطاق الطيفي المهم للأرصاد الجوية من 300 نانو متر إلى 3000 نانو متر، يقع حوالي 96٪ من الإشعاع الكامل خارج الأرض ضمن هذا النّطاق الطيفي؛ وتحدث شدّة الإشعاع القصوى للطيف الشّمسي عند 500 نانومتر، نحو الطرف الأزرق من النطاق المرئي.

يشمُل الطيف الكامل الأطوال الموجيّة للأشعة فوق البنفسجية (UV)، المرئية (Vis)، والأشعة تحت الحمراء (IR)؛ ومع ذلك يجب تقسيم نطاقات أطوال الموجات الفرعيّة اعتماداً على مجالات التّطبيق الفرديّة؛ وأشهرها هي الألوان المنشورية للضّوء المرئي، وألوان قوس قزح؛ وتنقسم IR إلى الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR)، والأشعة تحت الحمراء البعيدة (FIR).

تنقسم الأشعة فوق البنفسجيّة عادة إلى UV-A ، UV-B، و UV-C؛ ما يقرب من 6 ٪ من إجمالي الإشعاع الشّمسي الذي يسقط على الأرض هو أشعة فوق بنفسجيّة؛ إنّ الأطوال الموجيّة الأقصر (تردد أعلى) لديها طاقة أعلى، وبالتالي تزيد من التّأثير على النظم البيولوجيّة والكيميائيّة.

يرجع تخفيف الإشعاع الشّمسي الذي يمر عبر غلافنا الجوي إلى العمليات التّالية:

  • نطاق الأشعة فوق البنفسجيّة: التّشتّت بالجزيئات، وامتصاص الأوزون، وثاني أكسيد الكبريت، وثاني أكسيد النيتروجين، والغازات النادرة.
  • نطاق مرئي: التّشتّت بواسطة الجزيئات، وامتصاص القليل من الجزيئات، والأوزون والغازات النادرة الأخرى.
  • نطاق الأشعة تحت الحمراء: الامتصاص بواسطة بخار الماء ولكن القليل من التّشتّت.

يعمل الأوزون الجزيئي في الطبقات العليا من الغلاف الجوي كمرشح للأشعة فوق البنفسجيّة، ويزداد التّأثير مع أطوال موجيّة أقصر؛ إنّ كل الأشعة فوق البنفسجيّة من النوع A تقريباً تصل إلى سطح الأرض، ويمتص الأوزون ما يقرب من 90٪ من الأشعة فوق البنفسجيّة من النوع B ، وجميع الأشعة فوق البنفسجيّة من النوع C؛ وخلال هذه العملية يتم إنتاج الأوزون الجديد (O3) من الأكسجين الجوي.

سوف تؤّثر التغييرات في محتوى الأوزون في الغلاف الجوّي بشكل خاص على كمية الأشعة فوق البنفسجيّة من النوع B، وإنّ زيادة تركيز طبقة الأوزون يعني تقليل هذا النوع من الأشعة، وانخفاض تركيز طبقة الأوزون يعني زيادتها وبالتّالي ستصل بمعدل أعلى إلى السّطح.

الإشعاع الشّمسي هو الدافع للعديد من الظواهر الكيميائيّة والبيولوجيّة والفيزيائيّة في الغلاف الجوي وعلى الأرض وفي البحار، إن التّأثير الرئيسي للإشعاع الشّمسي الذي يصل إلى سطح الأرض هو أنه يسخنها، وهو أمر حيوي لوجودنا.

تظهر الأشعة تحت الحمراء البعيدة المدى (FIR) باللون الأحمر، وتتحوّل في الغالب إلى طاقة موجيّة قصيرة ويتم إعادة إشعاعها من الأرض والماء والسحب والغلاف الجوي، وتبقى كميّة صغيرة فقط من الطّاقة الإجماليّة على الأرض؛ ولكن هذا يكفي للحفاظ على جميع العمليات البيولوجيّة على كوكبنا ولقيادة أنظمة الطقس.

تؤثر الاختلافات في الطّاقة المُنعكسة والمعاد إشعاعها، على توازن الطّاقة بين الأرض والجو، ويؤّثر توازن الطّاقة هذا بدوره على ظروف الأرصاد الجوية والعمليات الأخرى، مثل نمو النباتات.

في الوقت الحاضر، يعد قياس الإشعاع الشّمسي مُهمًّا للغاية في العديد من المجالات، مثل علم المناخ والأرصاد الجوية، والتنبؤ بالتلوّث، والزراعة واختبار المواد.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هي أنواع الأشعة الشمسية حسب أطوال موجاتها؟"؟