اثر جو در تابش خورشيد

[omarekhayam]

اشعه منتشره از خورشید باید جو را طی کند. از آنجائی که تابش خورشیدی در ابتدا به صورت امواج کوتاه است، مقدار خیلی کمی از آن توسط جو جذب می گردد. بیشتر این جذب در قسمت (UV) از طیف امواج الکترومغناطیس است که به علت واکنشهای فتوشیمیایی اکسیژن برای تشکیل اوزون است که قسمت اعظم آن در جو فوقانی در بالای ناحیه وضعیتهای جوی (تروپوسفر) قرار دارد. تابش خورشیدی که عملا به سطح زمین می‌رسد در طول موجهای مرئی 0.7 - 0.4 میکرومتر و نزدیک فروسرخ 4 - 7.0 میکرومتر می‌باشد. این طول موجها به دو صورت به زمین می‌رسند: بصورت تابش مستقیم خورشید و تابش پراکنده آسمان.






تابش در شرایط مختلف جوی
در شرایط آسمان صاف ، تابش مستقیم خورشید غالب می‌باشد، تابش پراکنده آسمان درصد رو به افزایشیش از تابش کل خورشیدی ورودی را بسته به حالت جو ، تشکیل می‌دهد. این بدان دلیل است که تابش طول موج کوتاه به سهولت توسط مولکولهای گاز ، بخار آب ، قطرات ریز آب ، غبار و هوا آویزهای دیگر و به ویژه توسط ابر پخش یا منعکس می‌شود. حدود نصف مقدار تابش پخش یا منعکس شده در جو ، به زمین رسیده و باقیمانده به فضا بر می‌گردد. وضوحا هم وضعیت جوی و هم ضخامت جو که اشعه خورشید باید از آن عبور کند، اثر شدیدی بر مقدار تابش خورشیدی که عملا به سطح می‌رسد، می‌گذارند. یک انعکاس واضح و مشخص عبارت از تغییر یا تفاوت تابش ورودی یک مکان مشخص در طی روز است. از این نقطه نظر تأکید بر تغییر با عرض جغرافیایی نیز دارد.

با اینکه در ایام معینی از سال مقادیر زیادی از انرژی در عرضهای بالاتر ، در بالای جو دریافت می‌گردد لیکن ارتفاع پایین خورشید در این عرضها ، اثر طولانی بودن روزها را خنثی می‌کند. بطوری که به علت عبور اشعه از جو با ضخامت زیاد ، مقداری که نهایتا به سطح زمین می‌رسد بسیار کاهش پیدا می‌کند. از اینرو اثر جو اختلاف بین نواحی حاره‌ای و غیر حاره‌ای را افزایش می‌دهد. اگر چه تابش خورشیدی نقش اصلی را در گرم کردن سطح زمین ایفا می‌کند، ولی اثر مستقیم آن در گرم کردن جو کم است. فرآیند مهم اقلیمی گرم کردن جو ، عمدتا از طریق سطح زمین که بواسطه جذب انرژی خورشید گرم شده و خود منبعی برای تابش است، انجام می‌گیرد. محدوده طول موج آن از 0.3 میکرومتر تا 100 میکرومتر بوده ولی بیشترین قسمت انرژی بین طول موج 0.4 میکرومتر تا 50 میکرومتر می‌باشد. امواج در این طول موجها به آسانی توسط جو جذب می‌شوند ، به ویژه توسط بخار آب و گاز کربنیک موجود در جو.






اثرات جذب انرژی توسط جو
جذب انرژی توسط جو به نوبه خود منبعی برای تابش می‌شود، بطوری که تابش جو ، نظیر تابش زمین ، به سمت پایین حرکت کرده نهایتا به زمین رسیده و توسط زمین جذب و قسمتی از گرمایش زمینی و چرخه انرژی را در آنجا تشکیل می‌دهد. 50 درصد باقیمانده مستقیما به سمت بالا حرکت کرده و به فضا بر می‌گردد. بنابراین گرمای تابشی به جو فرآیند پیچیده‌ای است که بطور خلاصه می‌توان گفت: گرمایش مستقیم جو از طریق تابش جو زمین بوده و گرمایش جو از طریق تابش خورشیدی فقط به صورت غیر مستقیم و از طریق انرژی جذب شده توسط سطح زمین صورت می‌گیرد. بنابراین باید سطح زمین را مورد توجه قرار داده و به طبیعت آن از نقطه نظر اقلیمی نگاه کنیم.

مباحث مرتبط با عنوان