الإشعاع الشمسي وخواصه

^مقدمة:

يستغرق الإشعاع الشمسي الواصل إلى كوكب الأرض 8 دقائق تقريباً ليقطع المسافة بين سطح الشمس والكرة الأرضية، وهو مكون من حزمة من الأشعة بأطوال أمواج مختلفة، قسم صغير منها مرئي بين أطوال أمواج الأشعة الحمراء إلى البنفسجية، ومنها غير مرئي مثل الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية. ^

**ثابت الإشعاع الشمسي:**

& قدر العلماء قيمة الطاقة التي تصل إلى سطح الأرض من سطح الشمس، يعرف الثابت الشمسي بأنه الطاقة الساقطة على سطح عمودي على الأشعة الشمسية في المجال القريب من الأرض (خارج الغلاف الجوي للأرض مباشرة ) خلال واحدة الزمن .و تبين الدراسات المختلفة التي تمت لتحديد قيمة الثابت الشمسي بأن قيمته تبلغ حوالي 1353 W/m²، وتعطي بعض المراجع العلمية هذه القيمة في المجال : 

ويشمل الثابت الشمسي الأشعة الشمسية بكافة أطوال موجاتها مختلفة، وقد تم التأكد من أن هذا الثابت لا يتغير خارج الغلاف الجوي حتى عندما يكون هناك تغير في الموقع وهو تابع لتوضع الشمس والأرض بشكل محدود جداً.

إن قيمة الثابت الشمسي المذكور مأخوذ على سطح عمودي، أي يعتبر سطح الكرة الأرضية دائرة مساحتها πr² متر مربع، لكنه في الحقيقة يتوزع على سطح كرة، وبما أن مساحة سطح الكرة هي أربعة أمثال مساحة الدائرة تكون قيمة الإشعاع الشمسي على نقطة خارج الغلاف الجوي مباشرة هي 338 W/m² تقريباً.

 تتعرض أشعة الشمس في أثناء عبورها الغلاف الجوي إلى تقليل شدتها بنتيجة عملية التشتيت لجزء من الأشعة وامتصاص جزء آخر منها من قبل الغلاف الجوي، ينشأ عن ذلك أن شدة الأشعة الشمسية على سطح الأرض تكون دائماً أقل من الشدة خارج مجال الغلاف الجوي للأرض، وتقدر قيمة الإشعاع الشمسي الواصل إلى سطح الأرض وسطياً بحوالي 174 W/m²، وبذلك تكون الطاقة التي تصل سطح الأرض في واحدة الزمن هي جداء مساحة الأرض مع قسمة هذا الإشعاع وتعطي ما يقارب 89300 TW، أي ما يعادل 480 EJ في ساعة ونصف من الزمن وهي أكثر من استهلاك الطاقة الكلي للعالم في عام 2001.

&