[CENTER]الإشعاع الشمسي
[/center]
[COLOR=black][FONT=Times New Roman]
تعتبر الشمس المصدر الأساسي لحرارة الكرة الأرضية، وذلك عن طريق الأشعة الشمسية التي تصل إليها. يجدر بنا، قبل تعريف الإشعاع الشمسي، أن نتعرض إلى مفهوم الطيف الضوئي، لما له من علاقة مع هذه الظاهرة. إن عملية الإشعاع لها علاقة مع حرارة الجسم المشع. فالشمس التي تقدر حرارتها بحوالي 6000 درجة مئوية (م ° )، تشع في حدود 0.5 ميكرون، أي في الجزء المرئي من الطيف الضوئي.
[/font][/color]الطيف الضوئي : [COLOR=black][FONT=Times New Roman]
هو مجموع الأشعة الشمسية الصادرة من الشمس والواصلة إلى سطح الكرة الأرضية. يتكون هذا الطيف الضوئي، من حيث أطوال الموجات من عدة أنواع من الأشعة نذكر منها: أشعة قاما، وأشعة س، والأشعة ما تحت الحمراء، والأشعة ما فوق البنفسجية…الخ.
[/font][/color]تعريف الإشعاع الشمسي : [COLOR=black][FONT=Times New Roman]
يعرّف العلماء الإشعاع الشمسي على أنه: “ما أراه بعيني وما أحس به” ( [/font][/color]MORIKOFFER[COLOR=black][FONT=Times New Roman] ). أي أن الإنسان يمكن أن يرى أشعة الشمس، أو أن يحس بمفعولها، كما يمكن أن يدرك الظاهرتين (الرؤية والإحساس).
أما من الناحية الفيزيائية، فالإشعاع الشمسي عبارة عن ظاهرة تموجية تنطلق من الشمس في اتجاه الكرة الأرضية، خارقة الغلاف الغازي. وتنقسم الأشعة الشمسية (كونها ظاهرة تموجية)، إلى ثلاثة أنواع من حيث طولها:
-
أشعة طويلة: تكون في الغالب مائلة وتصل إلى المناطق القطبية. وهي ذات تركيز حراري ضعيف.
-
أشعة متوسطة: تصل هذه الأشعة، في غالب الأحيان، إلى المناطق المدارية. وهي ذات تركيز حراري متوسط.
-
أشعة قصيرة: تكون دائما عمودية، وتصل إلى المنطقة الاستوائية. وهي ذات تركيز حراري عالي.
إن هذا الاختلاف، في خصائص هذه الأشعة، يؤثر على عملية وصول هذه الأشعة الشمسية إلى سطح الكرة الأرضية.
[/font][/color]كمية الأشعة الشمسية التي تصل إلى سطح الكرة الأرضية والعوامل المتحكمة فيها : [COLOR=black][FONT=Times New Roman]
تختلف كمية الأشعة الشمسية التي تصل إلى سطح الكرة الأرضية باختلاف الزمان والمكان غير أن هذا الاختلاف لا يتعدى نسبة 5 %. يفسر هذا الاختلاف بتغير المسافة الفاصلة بين الشمس والكرة الأرضية. إن هذه الكمية التي تتلقاها الكرة الأرضية تسمى بالثابت الشمسي، قدرت قيمة هذا الثابت ب: 2 حريرة / سم 2 / دقيقة.
إذن، فالغلاف الغازي يقف كحاجز بين الشمس وسطح الكرة الأرضية، بحيث لا يسمح بوصول كل أشعة الشمس إلى سطح الكرة الأرضية. إن تأثير الغلاف الغازي على كمية الأشعة الشمسية التي تصل إلى سطح الكرة الأرضية، يتجلى في أربعة عوامل هي: الليل والنهار، والفصول، وزاوية ورود أشعة الشمس، وسمك الغلاف الغازي.
1- [/font][/color]الليل والنهار[COLOR=black][FONT=Times New Roman]: تنتج ظاهرتي الليل والنهار عن دوران الأرض حول نفسها؛ فالجزء المقابل لأشعة الشمس (المضيء) يسمى بالنهار، أما الجزء غير المقابل لأشعة الشمس (المظلم) فيسمى بالليل. تتم هذه الدورة في يوم (ليل + نهار). إن ظاهرتي الليل والنهار لها تأثير على كمية الأشعة الشمسية التي تصل إلى سطح الكرة الأرضية؛ حيث إن النهار يعني وصولها، أما الليل فيعني غيابها. إن مجموعهما يساوي 24 ساعة. غير أن طولاهما يختلف من زمن لآخر. فأحيانا يطول الليل مقارنة بالنهار، وأحيانا أخرى يحدث العكس.
2- [/font][/color]الفصول[COLOR=black][FONT=Times New Roman]: تدور الأرض حول الشمس في مسار إهليلجي ؛ تبتعد عن الأرض أحيانا وتقترب منها أحيانا أخرى. تسمى أقصى مسافة بين الأرض والشمس بالأوج الشمسي، أما أدنى مسافة فتسمى بالحضيض الشمسي. تمر الكرة الأرضية في دورانها حول الشمس بأربع وضعيات:
-
الاعتدال الربيعي: يحدث يوم 21 مارس، وهو بداية فصل الربيع. في هذا اليوم يتساوى طول الليل والنهار في كافة نقاط الكرة الأرضية.
-
الانقلاب الصيفي: يلي الاعتدال الربيعي، ويحدث يوم 21 جوان وهو بداية فصل الصيف ونهاية فصل الربيع. في هذا اليوم يصل طول النهار أقصاه في النصف الشمالي للكرة الأرضية.
-
الاعتدال الخريفي: يأتي بعد الانقلاب الصيفي، ويحدث يوم 21 سبتمبر وهو بداية فصل الخريف ونهاية فصل الصيف. في هذا اليوم يتساوى طول الليل والنهار في كافة نقاط الكرة الأرضية.
-
الانقلاب الشتوي: يحدث بعد الاعتدال الخريفي، ويكون ذلك يوم 21 ديسمبر وهو بداية فصل الشتاء ونهاية فصل الخريف. في هذا اليوم يصل طول الليل أقصاه في النصف الشمالي للكرة الأرضية.
[/font][/color]ملاحظة[COLOR=black][FONT=Times New Roman] : هذه الوضعيات خاصة بالنصف الشمالي للكرة الأرضية. أما في النصف الجنوبي، فالوضعية عكس ذلك.
على مستوى الكرة الأرضية، يكون الليل مساويا للنهار في المنطقة الاستوائية مهما كانت الوضعية (الانقلابان والاعتدالين).
في النصف الشمالي للكرة الأرضية، يكون الليل أطول من النهار وذلك من يوم الاعتدال الخريفي (21 سبتمبر) حتى يوم الاعتدال الربيعي (21 مارس). يصل أقصى طول له يوم الاعتدال الشتوي. لا تبزغ الشمس يوم 21 ديسمبر (الانقلاب الشتوي) على أقصى نقطة في القطب الشمالي، أي أن الليل يصل طوله إلى 24 ساعة، وينعدم النهار في ذلك اليوم، أي أن الليل يكون أطول من النهار وذلك لمدة ستة أشهر.
تنعكس الآية، من يوم الاعتدال الربيعي (21 مارس) إلى يوم الاعتدال الخريفي (21 سبتمبر)، في نفس المكان أي النصف الشمالي للكرة الأرضية، حيث يكون النهار أطول من الليل. يبلغ النهار في هذه المدة أقصى طول له (24 ساعة)، يوم الانقلاب الصيفي (21 جوان). في هذا اليوم لا تغيب الشمس عن أقصى نقطة في القطب الشمالي. تسمى هذه الظاهرة (عدم غروب الشمس) بشمس منتصف الليل، حيث ترى الشمس عند منتصف الليل. أي أن النهار يكون أطول من الليل وذلك لمدة ستة أشهر [/font][/color]