Dünya gezegenine gelen ve çeşitli hava olaylarını, okyanus akımlarını ve ekosistemlerin dağılımını yönlendiren enerjinin neredeyse tamamı güneşten kaynaklanmaktadır. Fiziksel coğrafyada bilindiği gibi bu yoğun güneş radyasyonu, güneşin çekirdeğinden kaynaklanır ve nihayetinde konveksiyondan sonra (enerjinin dikey hareketi) Dünya'ya gönderilir ve güneşten uzaklaşır. Çekirdek. Güneş radyasyonunun güneşten ayrıldıktan sonra Dünya'ya ulaşması yaklaşık sekiz dakika sürer.
Bu güneş radyasyonu Dünya'ya geldiğinde, enerjisi dünyaya eşit olmayan bir şekilde dağıtılır. enlem. Bu radyasyon Dünya'nın atmosferine girdiğinde ekvatorun yanına çarpıyor ve bir enerji fazlası geliştiriyor. Direklere daha az doğrudan güneş radyasyonu geldiğinden, bunlar bir enerji açığı geliştirir. Enerjiyi Dünya'nın yüzeyinde dengede tutmak için, ekvatoral bölgelerden gelen fazla enerji bir döngüde kutuplara doğru akar, böylece enerji tüm dünyada dengelenir. Bu döngüye Dünya-Atmosfer enerji dengesi denir.
Güneş Işınımı Yolları
Dünya atmosferi kısa dalga güneş radyasyonu aldığında, enerjiye güneşlenme denir. Bu güneşlenme, yukarıda açıklanan enerji dengesi gibi hava olayları gibi çeşitli Dünya atmosferi sistemlerini taşımaktan sorumlu enerji girdisidir, okyanus akıntılarıve diğer Dünya döngüleri.
Güneşlenme doğrudan veya dağınık olabilir. Doğrudan radyasyon, Dünya'nın yüzeyi ve / veya atmosferi tarafından atmosferik saçılma ile değiştirilmemiş olan güneş radyasyonu. Dağınık radyasyon, saçılma ile değiştirilmiş güneş radyasyonudur.
Saçılma, güneş radyasyonunun atmosfere girerken alabileceği beş yoldan biridir. Güneşe maruz kalma, orada bulunan toz, gaz, buz ve su buharı ile atmosfere girdikten sonra saptırıldığında ve / veya yönlendirildiğinde ortaya çıkar. Enerji dalgaları daha kısa bir dalga boyuna sahipse, daha uzun dalga boylarına sahip olanlardan daha fazla saçılırlar. Saçılma ve dalga boyu boyutuyla nasıl tepki vereceği, gökyüzünün mavi rengi ve beyaz bulutlar gibi atmosferde gördüğümüz birçok şeyden sorumludur.
İletim başka bir güneş radyasyon yoludur. Atmosferdeki gazlar ve diğer parçacıklar ile etkileşime girdiğinde saçılma yerine hem kısa dalga hem de uzun dalga enerjisi atmosferden ve sudan geçtiğinde ortaya çıkar.
Kırılma, güneş radyasyonu atmosfere girdiğinde de ortaya çıkabilir. Bu yol, enerji bir tür uzaydan diğerine, örneğin havadan suya geçtiğinde meydana gelir. Enerji bu alanlardan hareket ettikçe, orada bulunan parçacıklarla reaksiyona girerken hızını ve yönünü değiştirir. Yönün kayması genellikle enerjinin, ışığın bir kristal veya prizmadan geçerken olduğu gibi, içindeki çeşitli açık renkleri bükmesine ve serbest bırakmasına neden olur.
Absorpsiyon, dördüncü güneş radyasyon yoludur ve enerjinin bir formdan diğerine dönüştürülmesidir. Örneğin, güneş radyasyonu su tarafından emildiğinde, enerjisi suya geçer ve sıcaklığını yükseltir. Bu, bir ağacın yaprağından asfalta kadar tüm emici yüzeylerde yaygındır.
Son güneş radyasyonu yolu bir yansımadır. Bu, enerjinin bir kısmının emilmeden, kırılmadan, iletilmeden veya dağılmadan doğrudan uzaya geri döndüğü zamandır. Güneş radyasyonu ve yansıma üzerinde çalışırken hatırlanması gereken önemli bir terim albedo'dur.
aklık
Albedo, bir yüzeyin yansıtıcı kalitesi olarak tanımlanır. Gelen güneşlenmeye yansıyan güneşlenme yüzdesi olarak ifade edilir ve yüzde sıfır toplam emilim iken% 100 toplam yansımadır.
Görünür renkler açısından, daha koyu renkler daha düşük bir albedoya sahiptir, yani daha fazla güneşlenme emerler ve daha açık renkler "yüksek bir albedo" veya daha yüksek yansıma oranlarına sahiptir. Örneğin kar, güneşe maruz kalmanın% 85-90'ını yansıtırken, asfalt sadece% 5-10'u yansıtır.
Güneşin açısı da albedo değerini etkiler ve düşük güneş açıları daha fazla yansıma oluşturur çünkü düşük güneş açısından gelen enerji, yüksek güneş açısından gelen enerji kadar güçlü değildir. Ek olarak, pürüzsüz yüzeyler daha yüksek bir albedoya sahipken, pürüzlü yüzeyler onu azaltır.
Genel olarak güneş radyasyonu gibi, albedo değerleri de dünya genelinde enlem ile değişir, ancak Dünya'nın ortalama albedo% 31 civarındadır. Tropikler arasındaki yüzeyler için (23.5 ° N ila 23.5 ° S) ortalama albedo% 19-38'dir. Kutuplarda, bazı bölgelerde% 80 kadar yüksek olabilir. Bu, kutuplarda mevcut olan daha düşük güneş açısının değil, aynı zamanda daha yüksek yansıtma seviyelerine eğilimli olan tüm taze kar, buz ve pürüzsüz açık su mevcudiyetinin bir sonucudur.
Albedo, Güneş Radyasyonu ve İnsanlar
Bugün, albedo dünya çapında insanlar için büyük bir endişe kaynağıdır. Endüstriyel faaliyetler hava kirliliğini arttırdıkça, atmosferin kendisi daha yansıtıcı hale gelmektedir, çünkü güneşe maruz kalmayı yansıtacak daha fazla aerosol vardır. Buna ek olarak, dünyanın en büyük şehirlerinin düşük albedo bazen kentsel ısı adaları her ikisini de etkileyen şehir planlama ve enerji tüketimi.
Güneş radyasyonu, yenilenebilir enerji için yeni planlarda da yerini buluyor - özellikle elektrik için güneş panelleri ve suyu ısıtmak için siyah tüpler. Bu öğelerin koyu renkleri düşük albedo'lara sahiptir ve bu nedenle onlara çarpan güneş radyasyonunun neredeyse tamamını emerek, dünya çapında güneşin gücünü kullanmaları için etkili araçlar haline getirir.
Güneşin elektrik üretimindeki verimliliği ne olursa olsun, güneş radyasyonu ve albedo'nun çalışması dünyanın hava döngülerini, okyanus akıntılarını ve farklı ekosistemlerin konumlarını anlamak için gereklidir.