 |
| الأشعة الشمسية |
"أشعة الشمس أو الأشعة الشمسية أو ضوء الشمس هو عبارة عن مجموع من الموجات الكهرومغناطيسية، يمكن للإنسان رؤية جزء منها يسمى ضوء مرئي وبقيتة لا يرى بالعين المجردة. تتميز الأشعة المرئية من طيف الشمس بأنها تتكون من أشعة لونية.."[ويكيبيديا الموسوعة الحرة]
وهي طاقة ضخمة جدًّا؛ ولكي ندرك مدى ضخامتها يكفي أن نذكر أن كل نصيب كوكبنا منها لا يزيد على ١ / ٢٠٠٠ مليون جزء منها. وعلى الرغم من ضآلة هذا القدر؛ فإنه هو المسئول عن كل الطاقة الحرارية والضوئية لجو الأرض١، كما أنه هو الذي نقصده فعلًا عند الكلام على الإشعاع الشمسي الذي يتحكم في مناخ العالم..[المقدمات في الجغرافية الطبيعية، د. عبد العزيز شرف، ص248].
أنواع الأشعة الشمسية:
يميز العلماء ثلاثة أنواع من الأشعة التي يتألف منها الإشعاع الشمسي والتي تشمل:
الأشعة الحرارية أو الأشعة تحت الحمراء وهي غير مرئية وتقدر نسبتها بنحو (50%) من جملة الإشعاع الشمسي ويتراوح طول موجاتها من (0.75ـ 4.0) ميكرون (1/1000 من ملليتر) وتلعب دوراً هاماً في النشاط بأسره.
الأشعة الضوئية المسماة مرئية وهي في الحقيقة غير مرئية، فأشعة الشمس وبها مايسمى الضوء المرئي مثلاً تخترق الفضاء الكوني من غير أن نراها، ولكنها تنير الوسط المادي الشفاف التي تتناثر فيه مثل غلافنا الجوي أو تنعكس منه مثل سطح القمر والتشتت أو التناثر هو السر في إنارة الجو بضوء النهار مع العلم أنه يمكن تحليل الضوء بمنشور زجاجي إلى مكوناته الأساسية وتقدر نسبة الأشعة الضوئية بنحو 37% من جملة الإشعاع الشمسي، ويتراوح طول موجاتها من (0.40ـ 0.74) ميكرون، وتزداد قوة الأشعة الضوئية على سطح الأرض في وقت الظهيرة أثناء النهار في فصل الصيف.
الأشعة فوق البنفسجية وتسمى أيضاً (الأشعة الحيوية) وهي غير مرئية وتقدر نسبتها بنحو (13%) من جملة الإشعاع الشمسي ويختلف طول موجتها:
من (0.17ـ0.40)ميكرون.
فوائد وأضرار الأشعة فوق البنفسجية
للأشعة فوق البنفسجية فوائد في نمو الكائنات الحية وعلاج الأمراض مثل الكساح والسل والأشعة فوق البنفسجية مثل ملح الطعام قليله مفيد وكثيره ضار، لأنها تسبب سرطان الجلد وانفصال شبكة العين وتقضي على المضادات الحيوية التي ينتجها جسم الإنسان، وغاز الأوزون المتواجد في الغلاف الجوي يمتص بعض هذه الأشعة وبذلك فهو درعٌ واقي يحمي الأرض وأهل الأرض من هذه الأشعة الفتاكه، ولكن إذا خفت نسبة الأوزون وحصل به ثقوب كما يحدث في هذا العصر فإن ذلك يؤدي إلى تسرب كمية كبيرة من هذه الأشعة إلى الأرض ويضر بسكانها ويقضي على الحياة بها ويمتص الغلاف الجوي نحو 15% من الأشعة الشمسية ونحو 5% تفقد في طبقات الجو العليا ونحو 40% تفقد عن طريق الانعكاس في عناصر الجو ونحو 10% تنعكس من على سطح الأرض وبهذا تبقى حوالي 30% تصل إلى سطح الأرض التي تمتص نحو 5% منه ويتبقى منه نحو 25% تنعكس على شكل موجات طويلة تعرف باسم ((الإشعاع الأرضي)) terrestial radiation الذي يسخن طبقات الجو من أسفل إلى أعلى عن طريق الأتربة والمواد العالقة بالجو والغازات الثقيلة وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء الموجودة بالجو ومن ثم تنخفض درجة الحرارة مع الارتفاع. والشمس مصدر هذا الإشعاع الكهرومغناطيسي، الذي ينطلق في كل الاتجاهات ويصل جزء منه إلى سطح الأرض..
قياس الإشعاع الشمسي:
أهم الأجهزة المستخدمة لقياس الإشعاع الشمسي هي:
١- جهاز كامبل - ستوكس Campbells Stokes ذو الكرة البلورية.
٢- الترمومتر ذو الفقاعة السوداء وذو الفقاعة اللامعة.
٣- ترمومتر النهاية العظمى للإشعاع الشمسي
٤- البيرهيليومتر Perheliometer.
توزيع الإشعاع الشمسي على سطح الأرض
يرتبط التوزيع العام للإشعاع الشمسي على سطح الأرض ارتباطًا وثيقًا بخطوط العرض. وتبلغ الكمية السنوية للإشعاع الشمسي أقصاها عند خط الاستواء، ثم تتناقص تدريجيًّا كلما اتجهنا نحو القطبين اللذين لا تزيد كمية الإشعاع الشمسي عند أي منهما عن ربع كميتها عند خط الاستواء. أما كمية الإشعاع اليومي والشهري؛ فتختلف من فصل إلى آخر تبعًا لحركة الشمس الظاهرية. وتتميز العروض الواقعة بين المدارين بوفرة الإشعاع الشمسي طول السنة تقريبًا، ولكن نظرًا لأن الشمس تتعامد على كل عرض من هذه العروض مرتين في نصف السنة الصيفي عند انتقالها بين المدارين؛ فإن الإشعاع الشمسي تكون له تبعًا لذلك قمتان تتفقان مع مرتي تعامد الشمس. أما في العروض الواقعة بين المدارين والدائرتين القطبيتين؛ فإن الإشعاع الشمسي يبلغ أقصاه في وقت الانقلاب الصيفي، ويبلغ أدناه في وقت الانقلاب الشتوي، مع ملاحظة التباين الفصلي بين نصفي الكرة. أما فيما بين الدائرتين القطبيتين والقطبين فإن قمة الإشعاع تتفق مع وقت الانقلاب الصيفي؛ بينما يختفي الإشعاع تمامًا في فترة يتراوح طولها بين يوم واحد في قلب الشتاء عند الدائرتين نفسهما وستة أشهر عند القطبين.
إلا أن التوزيع المذكور للإشعاع الشمسي على خطوط العرض تتدخل فيه عوامل أخرى: أهمها كمية السحب ورطوبة الهواء؛ فكلما كثرت السحب وزادت رطوبة الهواء قلت كمية الإشعاع؛ ولهذا السبب فإن أكبر المعدلات الخاصة بالإشعاع الشمسي لا توجد في النطاق الاستوائي بل توجد عادة في الصحارى المدارية حيث يكون الجو في معظم أيام السنة جافًا وخاليًا من السحب.[المقدمات في الجغرافيا الطبيعية، د.عبدالعزيز شرف، ص258]..
التسميات :
جغرافيا