Radiatie solara
Acest articol sau secțiune despre astronomie nu citează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . |
Radiația solară este energia radiantă emisă de Soare în spațiul interplanetar , generată pornind de la reacțiile termonucleare de fuziune care au loc în miezul solar și care produc radiații electromagnetice la diferite frecvențe sau lungimi de undă [1] , care apoi se propagă în spațiu la viteze tipic acestor valuri , care transportă cu sine energia solară . Cantitatea totală de radiații emise de Soare în unitatea de timp, în unitatea de suprafață și măsurată la pragurile exterioare ale atmosferei Pământului, ca valoare aproape constantă în timp, se numește constantă solară .
Fiecare formă de viață prezentă pe Pământ este menținută de fluxul de energie solară care pătrunde în biosferă ; energia utilizată pentru formarea și întreținerea biomasei este de 1% din totalul radiațiilor primite. Schimbul de energie al radiației solare cu moleculele terestre va avea o influență directă asupra temperaturii aerului și a solului și, prin urmare, asupra procesului de evapotranspirație (constă din cantitatea de apă care trece din sol în aer în starea de vapori datorită transpirația efectului comun, prin plante și evaporare, direct de la sol), și indirect asupra valorii umidității atmosferice și asupra mișcării maselor de aer și a precipitațiilor .
Descriere
Radiația solară nu este concentrată pe o singură frecvență, ci este distribuită pe un spectru larg de frecvențe, nu uniform, ci cu forma tipică de „clopot”, similară cu spectrul corpului negru , cu care este comparată sursa solară. Maximul radiației, măsurat în afara atmosferei Pământului (conform legii lui Wien ), este centrat în banda de lumină vizibilă, care atinge vârfurile la o lungime de undă de aproximativ 500 nm , corespunzătoare culorii Cyan-Green.
Banda de radiații fotosintetice active (PAR) merge de la 400 la 700 nm, corespunde radiației vizibile și este egală cu 41% din radiația totală. În cadrul PAR există sub-benzi cu radiații:
- albastru-violet , (400-490 nm), absorbit de pigmenți, cu acțiune asupra înfloririi, sinteza proteinelor, efecte fototrope, efect mediu asupra fotosintezei ;
- verde (490-560 nm), cel mai puțin fotosintetic activ;
- galben (560-590 nm);
- roșu-portocaliu (590-700 nm), foarte activ pentru fotosinteză. Colorarea plantelor este atât de precisă în virtutea faptului că verdele este o culoare complementară roșu și, prin urmare, este capabil să capteze aceste benzi ale spectrului electromagnetic .
În plus față de radiațiile vizibile, o componentă minoră din punct de vedere energetic, dar totuși demnă de remarcat pentru efectele lor, este constituită din razele infraroșii și în special ultraviolete .
În traversarea atmosferei, radiația solară suferă fenomene de reflecție , refracție , absorbție , difuzie de către diferitele gaze atmosferice în grade diferite în funcție de frecvență, astfel încât la sol spectrul solar este neregulat în comparație cu cel detectat la pragurile externe ale atmosfera (TOA) cu prezența benzilor tipice de absorbție sau reflexie.
Echilibrul radiațiilor
Pământul primește în medie de la Soare 1 366 W / m² ( constantă solară ). Aceasta se referă la pragurile atmosferei și la planul perpendicular pe razele solare primite: prin urmare, trebuie considerat că aceasta de pe Pământ atinge un capac sferic timp de 1440 de minute în fiecare zi, reducându-se cu 75%. La rândul său, atmosfera filtrează razele soarelui într-o anumită măsură, așa cum o face fiecare corp, provocând:
- o reflectare și retrodifuzare a razelor datorită albedo - ului său, norilor și gazelor atmosferice;
- o absorbție care determină o creștere a temperaturii , ca urmare a căreia emite radiații în toate direcțiile în conformitate cu legea lui Wien . Cu toate acestea, această absorbție este modestă în banda de lumină vizibilă, rezultând astfel transparentă la radiația solară directă.
Aproximativ jumătate din radiație trece, în schimb, prin atmosferă, fără a se modifica denumirea de radiație netă. În cele din urmă, jumătate din radiația netă contribuie la evaporarea maselor de apă, prin urmare, energia disponibilă este de aproximativ un sfert din totalul emis.
Stratosfera absoarbe razele ultraviolete incluse în banda de 200-300 nm datorită ozonului , troposfera absoarbe și difuzează infraroșul datorită vaporilor de apă și CO 2 . Acțiunea de filtrare a benzilor de lungime de undă ultravioletă , în cea mai mare parte letală, este esențială pentru dezvoltarea vieții .
Radiații difuze
De asemenea, numit indirect, reprezintă acea cantitate de radiație care a lovit cel puțin o particulă de gaze atmosferice prin schimbarea unghiului de incidență și care ajunge în continuare la sol, deoarece este direcționată spre ea. Crește față de total în cerul înnorat . În special, împrăștierea Rayleigh a componentei albastre a radiației solare este responsabilă pentru culoarea albastră a cerului. O parte din radiația împrăștiată este retransmisă în spațiu.
Radiații incidente
Radiația este cea care a întâmpinat orice obstacol în calea căruia a cedat toată sau o parte din energia sa. Se spune că energia care nu ajunge la suprafața pământului este stinsă și este formată din radiațiile reemise, reflectate și difuzate înapoi spre spațiu.
Conform legii lui Lambert, cantitatea de radiație care lovește unitatea de suprafață este proporțională cu cosinusul unghiului de incidență :
Există cantitatea maximă cu incidență perpendiculară, deoarece unghiul crește atât suprafața lovită de aceeași cantitate de radiație, cât și grosimea atmosferei traversate de acestea crește. Aceasta creează variațiile zilnice, anuale și latitudinale ale iradierii.
Radiații reflectate
Radiația reflectată este acea porțiune din radiația solară incidentă reflectată de la suprafața pământului prin efectul albedo . Albedo este coeficientul de reflexie c . Valorile lui c sunt de obicei cuprinse între 0 și 1 sau sunt exprimate ca procent. Este dat de raportul dintre energia radiantă reflectată de o suprafață și energia incidentă. Pământul are o valoare medie de 40% (c = 0,4) Radiația reflectată de particulele atmosferice către spațiu se adaugă la altitudinea albedo-ului terestru.
Radiații absorbite
După deducerea tuturor pierderilor cauzate de reflexie și retrodifuzare din atmosferă și suprafața terestră, energia incidentă rămasă este absorbită de suprafața terestră și contribuie astfel la încălzirea acesteia, într-o manieră variabilă în funcție de latitudine și tipul de suprafață.
Aplicații
Energia asociată cu radiația solară ( energia solară) poate fi exploatată la nivel tehnologic pentru a produce energie ( termică sau electrică ) prin diverse tehnologii solare precum panourile solare termice , fotovoltaice și termodinamice și utilizată în aplicații umane.
Notă
- ^ Canzio Torelli, ENEA-Fusion: Ce este Fusion , pe www.fusione.enea.it . Adus la 25 iulie 2017 .
Elemente conexe
- Constanta solara
- Sablare
- Langley (unitate de măsură)
- Pierderi radiative ale coroanei solare
- Radiația solară globală în Italia
- Sera solară
- Solarimetru
- Spectru electromagnetic
- Expunere la soare
- Heliofan
- Convecție
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre radiația solară
linkuri externe
- ( RO ) IUPAC Gold Book, „radiația solară” , pe goldbook.iupac.org .
- Iradierea solară , pe tecnological.altervista.org .
| Controlul autorității | GND ( DE ) 4139254-1 |
|---|
