9 -tema Quyash radiaciyası

Quyash spektriniń tiykarġı bólimleriniń biologiyalıq áhimiyeti Biz aldıńġı temalarda Quyash radiaciyası eki: qısqa hám uzın tolqınlı radiaciyalardan ibarat ekenligin kórsetkenbiz. Ósimliklerdıń ómir iskerligin támiyinleytuġın processler ushın tolqın uzınlıġı 4 mkm den kishi bólġan qısqa tolqınlı radiaciya eń úlken áhmiyetke iye. Qısqa tolqınlı radiaciyanıń ósimlikke biologiyalıq tásirine qarap ultrafiolet (UF), kórinetuġın hám qısqa tolqınlı infraqızıl (IQ) radiaciyalarġa ajıratıladı. Jer betine tolqın uzınlıġı 0,29 mkm dan kishi UF radiaciya túspeydi, sebebi <0,29 mkm UF radiaciyanı atmosferadaġı azon (O₃) gazı pútinley jutadı. Sonıń ushın Jer betine júdá az sanda tolqın uzınlıqları 0,29-0,38 mkm shegarasındaġı UF nurlar túsedi hám onıń muġdarı da kun dawamında ózgerip baradı.
Quyashtıń gorizonttan biyikligi artqan sayın Jerge túsetuġın UF radiaciya muġdarı artıp, Quyash gorizontqa jaqınlasqanda bolsa UF radiaciya muġdarı kemeyip baradı. Jer betinnen kótarilgen sayın UF radiaciya muġdarı artadı. Biyik tawlardıń tóbesinde UF radiaciya muġdarı teńiz qáddindegi mánisinen eki yamasa úsh márte kóp bóladı. Tawlarda UF radiaciya artqanlıġınan, ósetuġın ósimlikler japıraqlarınıń boyalıwı jáne de kúsheyedi. UF radiaciya tiykarınan ósimliklerdıń ósiw processlerin ástelestirip tásir qıladı, basqasha aytqanda UF radiaciya tásirinde ósimliklerdıń bóyi júdá sozılıp ketpeydi. Ultrafiolet nurlar jasıl japıraqta ótetuġın fotosintez processine tásir etpeydi, biraq ónim quramında vitamin S nıń sintezlanıwına járdem beredi. Tınıq polimer polietilen plyonkası da aynalı ıssıhanalarda jetistirilgen qıyar óniminen plyonka astında jetistirgenleri mazalraq bóladı. Sebebi tınıq polimer plyonka uzın tolqınlı UF nurlardı aynaġa salıstırġanda jaqsıraq ótkizedi. Tolqın uzınlıġı >1,1 mkm infraqızıl (IQ) radiaciyanı ósimlik japıraqları da poyalarıdaġı suw jaqsı jutadı hám olardı jaqsıraq ısıtadı. Nátiyjede, japıraqtıń temperaturası artıp fotosintez processleriniń jedelligi kúsheyedi. Demek, IQ radiaciya ósimlikke tikkeley tásir kórsetip, fotosintez ótiwi ushın temperatura jaġdayın jaqsılaydı da ósimliktiń ósiswi hám rawajlanıw processlarine unamlı tásir qıladı. [1]
Tolqın uzınlıġı 4 mkm dan úlken IQ radiaciya ósimlikke jıllılıq tásirin kórsetse de, biraq ósimliktiń ósiw hám rawajlanıw processlerine tásiri áhmiyetke iye emes. Quyashtıń gorizonttan biyikligi kemeiwi menen Quyash radiaciyası aġımındaġı IQ radiaciya úlesi artadı hám kerisinshe. Suw puwı infraqızıl radiaciyanı jaqsı jutqanlıġı ushın hawanıń ıġallıġı artıwı menen Jer betine túsetuġın infraqızıl radiaciya jedelligi kemeyedi. Teńiz qáddinen biyiklik artqan sayın IQ radiaciya úlesi artadı, sebebi biyiklik artqan sayın IQ radiaciyanıń jaqsı jutatuġın suw puwı atmosferada kemeyip ketedi. Sonıń ushın tawlı jerlerde infraqızıl nurlardıń energiyası artadı. Bul óz gezeginde ósimliktiń átirap ortalqtan alatuġın jıllılġınıń kemeyiwin qapladı yamasa biyik jerlerde IQ radiaciya artıp, ósimlik jılıwına sebep bóladı hám bunıń menen fotosintezdiń jedelligi artıwına járdemlesedi. Tolqın uzınlıqları 0,35-0,75 mkm aralıġıdaġı radiaciyanı ádette fiziologiyalıq radiaciya dep ataladı. Spektiriniń usı bóleginen ayrım gruppa qılıp fotosintetik aktiv radiaciya ajıratıladı. Quyash radiaciyasınıń atmosferadan ótkende kúshsizleniwi Quyash radiaciyası Jer betine atmosfera qatlamınan ótip túsedi, atmosferanıń joqarı shegarasınan Jer betine shekemgi bólġan aralıqta Quyash radiaciyası san hám sıpat jaġınan ózgeriwlerge ushıraydı. Quyash radiaciyası atmosferadan ótiwde hawa molekulaları hám atmosferadaġı qattı hám suyıq haldaġı aralaspalar tárepinen bir bólegi jutılıp jıllılıqqa aylanadı, bir bólegi bolsa shashıladı hám qalġan bólegi jerge túsedi. Atmosferadan ótkende Quyash radiaciyasınıń ázzileniwinde azot hám kislorodtıń tásiri júdá kem, sebebi olar Quyash radiaciyasın júdá kem jutadı, Quyash radiaciyasın hawa quramındaġı azon, suw puwı, karbonat angidrid gazı hám hár túrli aralaspa bóleksheler tárepinen kúshli jutıladı. Nátiyjede, jutılıwı sebepli Quyash radiaciyası atmosferadan ótkende san jaġınan anaġurlım kúshsizlenedi (zayıplanadı), bunnan tısqarı spektral quramı da ózgeredi. Atmosfera quramındaġı azonnıń muġdarı júdá az bólsada, ol tolqın uzınlıġı <0,29 mkm ultrafiolet nurlardı kúshli jutadı. Azon Jer betinnen 70 km ġa shekem (eń kóp tıġızlıġı 20-25 km) biyiklikte ushırasada, onıń kúshli jutıwı nátiyjesinde Jer betine <0,29 mkm UF nurlar pútinley jetip kelmeydi. Karbonat angidrid gazı tolqın uzınlıqları 1,44, 1,60, 2,02, 2,70 hám 4,31 mkm infraqızıl nurlardı jaqsı jutadı. Biraq SO₂ gazı ham atmosfera quramında júdá az sanda (kólem boyınsha 0,033%) ushıraydı. Quyash radiaciyasın suw puwı eń kóp kúshsizlantiradi. Suw puwı tolqın uzınlıqları 0,72, 0,84, 0,94, 1,14, 1,38, 1,87, 2,70 hám 3,20 mkm infraqızıl nurlardı jaqsı jutadı. Spektiriniń kórinetuġın bóleginde atmosferada Quyash radiaciyasınıń shashılıwı sebepli qısqa tolqınlı nurlar – kók hám fiolet nurlar anaġurlım kóp kúshsizlenedi, uzın tolqınlı nurlardan – qoyıw sarı hám qızıl nurlar anaġurlım kem kúshsizlenedi. Bul mısallardan kórinip turġanınday, suw puwı (hám suw tamshıları), karbonat angidrid gazı tiykarınan infraqızıl nurlardı jutadı, bunda da ayrım tolqın uzınlıqlardaġılardı tanlab jutadı. Nátiyjede, atmosferadaġı jutılıw sebepli Jerge túsiwshi infra- qızıl radiaciya da anaġurlım kúshsizlengen bóladı. Atmosferadan ótkende Quyash radiaciyasınıń kúshsizleniwi onıń atmosferadaġı ótken jolı uzınlıġına hám radiaciya jolındaġı atmosferanıń tınıqlıġına baylanıslı. Biz Quyash radiaciyasınıń monoxromatik aġımın, yaġnıy bazı bir anıq tolqın uzınlıqlardaġı radiaciyanı qarayıq. Quyashtıń gorizonttan biyikligine qarap nurlardıń atmosferadaġı ótken aralıqları hár túrli bóladı. 3 – suwrette AV – Jer betiniń bir bólegin, KN – atmosferanıń joqarġı shegarasın, SS₁ bolsa baqlaw ornınıń gorizont sızıġın kórsetsin.
3-suwret. Quyash biyikligi hár túrli bólġanda Quyash nurlarınıń atmosferada ótken jolları
Quyash zenitta (tóbemizge tik) bólġanda Quyash nurı atmosferada eń qısqa a₁O joldı, Quyash shapaqta bólġanda bolsa eń uzın a₅O joldı ótedi.
Quyash zenitta bólġanda Jer betinnen baslap atmosferanıń joqarı shegarasına shekem alınġan tiykarı 1sm² hawa ústiniń massasın shártli túrde bir birlikke teń (m=1) dep alayıq. Quyash aspan gumbezi bóylab háreketlenip gorizontqa jaqınlasqan sayın nurlardıń atmosferada ótetuġın jolları kóbeyip baradı. Demek, nurlardıń ótetuġın massalar sanı da barġan sayın artıp baradı. Esaplawlardıń kórsetiwinshe Quyash gorizontta bólġanında nurlardıń ótken atmosfera massalarınıń sanı, Quyash zenitta bólġanında nurlardıń ótken atmosfera massaları sanınan 34,4 márte úlken bóladı. Quyash gorizontqa jaqınlasqan sayın onıń jolıda jutıwshı hám shashıwshı bóleksheler kóp ushıraydı, yaġnıy atmosfera tınıqlıġı kemeyedi. Nátiyjede Jer betine jetip keliwshi Quyash radiaciyası sonsha kóp kúshsizlenedi hám Jer betine túsiwshi radiaciyanıń energetik jaqtırtılġanlıġı, atmosferanıń joqarı shegarasındaġı mánisi (S_o) dan anaġurlım kemeygen bóladı. Tómendegi 3 – tablicada Quyashtıń gorizonttan biyikligi hár túrli bólġanda, Quyash radiaciyasınıń atmosferada ótetuġın massalar sanı kórsetilgen. Quyashtıń gorizonttan biyikligi hár túrli bólġanda, Quyash radiaciyasınıń atmosferada ótetuġın massalar sanı
3 – tablica

Quyash biyikligi, ho	90	60	30	15	5	3	1	0
Atmosfera massası, m	1,00	1,15	2,00	3,82	10,40	15,36	25,96	34,40

Joqarıdaġı 3 - tablicadan jáne Quyashtıń gorizonttan biyikligi kemeygen sayın, jutılıwı hám shashılıwınıń kúsheyiwi sebepli Quyash radiaciyasınıń kúshsizleniwi birdey bolmaytuġınlıġın kóriw múmkin. Bunnan tısqarı Quyash biyikligi úlken bólġanda nurlar ótken massalarınıń ayırması kem bóladı. Mısalı, Quyash biyikligi 90 tan 60 qa tómenlegende m nıń mánisi 2 márte ġana asadı, Quyashtıń kishi biyikliklerinde bolsa m nıń ózgeriwi úlken. Mısalı, Quyash biyikligi 30 tan 0 ġa shekem kemeygeninde m nıń mánisi 17 márte artadı. Endi tuwrı radiaciyanıń atmosferadan ótiwde kúshsizleniwini san jaġınan xarakterlewge ótemiz. Atmosferanıń joqarġı shegarasındaġı tuwrı Quyash radiaciyasınıń energetik jaqtırtılġanlıġın S_o, atmosferada m massalar sanın ótip Jer betindeġi Quyash nurlarına tik maydandaġı tuwrı Quyash radiaciyasınıń energetik jaqtırtılġanlıġın S_m dep alsaq, olar arasındaġı baylanıs tómendegi Buge formulası menen anıqlanadı:

, (1)
bul jerde; R - atmosferanıń tınıqlıq koefficienti, m - Quyash radiaciyasınıń ótken atmosfera massalar sanı. Joqarıdaġı (1) dan m = 1 bolsa, R= S_m/S_o kelip shıġadı. Demek, tınıqlıq koefficienti bul Quyash zenitta bólġanında (m = 1) atmosferanıń joqarı shegarasında túsken tuwrı Quyash radiaciyasınıń aġurlım bólegi Jer betine jetip keliwin kórsetetuġın san bolıp esaplanadı. Tınıqlıq koefficientinıń mánisleri hámme waqıtta 1 den kishi bóladı. Suw puwı bólmaġan hám aralaspalardan tazalanġan «ideal» atmosfera ushın R = 0,9 ġa teń. Real atmosferada bolsa tınıqlıq koefficientinıń qiymat-ları atmosferadaġı suw puwı hám aerozollar muġdarına baylanıslı. Mısalı, nurlar ótken massalarnıń sanı birdey bólsada, biraq olardıń jolıda suw puwı hám aerozollar qansha kóp bólsa, tınıqlıq koefficientiniń mánisleri sonsha az bóladı. Tınıqlıq koefficientinıń mánisleri ádette 0,60-0,85 shamasında bóladı. Hár túrli tolqın uzınlıqlardaġı nurlar ushın R diń mánisi hár túrli. Mısalı, tolqın uzınlıġı 0,30 mkm da R = 0,36, tolqın uzınlıġı 0,70 mkm da R = 0,97 ga teń. Solay etip, atmosferada tuwrı radiaciyanıń kshsizleniwine birinshiden, massalar sanı m menen xarakterlenetuġın nurlardıń atmosferada ótetuġın jollarınıń uzınlıġı, ekinshiden atmosferanıń tınıqlıġın xarakterleytuġın nurlar jolındaġı kúshsizlendiriwshi bóleksheler koncentraciyasınıń tásiri sebep bóladı. Biz joqarıdaġı (1) formulanı monoxromatik Quyash radiaciyası aġımına jazġanbız. Tuwrı radiaciyanıń ulıwma (integral) aġımı ushın bul formulanı qollanıwda R dıń ortasha mánnislerinen paydalanıladı. Ulıwma alġanda, bultsız atmosferadan ótkende jutılıw sebepli Quyash radiaciyası 20-25% ke kemeyedi. Eger aspan qoyıw qabat bultları menen tólıq qaplanġan bólsa, Jer betine az muġdardaġı shashılġan radiaciya jetip keledi. Endi atmosferada Quyash radiaciyasınıń shashılıwın hám de oġan baylanıslı payda bolatuġın qubılısların qaraymız. Tuwrı Quyash radiaciyası atmosfera qatlamından ótiwde aldın aytqanımızday atmosfera gazları, suw puwı, karbonat angidrid gazı hám hár túrli ólshemli aerozol bólekshelerinde jutılıwı sebepli bir bólegi kúshsizlenedi. Bunnan tısqarı bul bólekshelerde tuwrı radiaciyanıń bir bólegi shashılıwı sebepli de «bir bólegi» kúshsizlenedi. Eger aerozol bóleksheler anaġurlım kóp bólsa, Quyash radiaciyasınıń shashılıwı sonsha kúsheyedi. Bazı bir baġıtında tarqalıp atırġan radiaciyanıń (tuwrı radiaciya tap usınday tarqaladı) barlıq baġıtlarda tarqalıwshı radiaciyaġa aylanıwına Quyash radiaciyasınıń shashılıwı dep ataladı. Hár túrli bólekshelerde shashılġanınan keyin aspan gúmbeziniń turli tochkalarınan Jerdegi gorizontal betke túsetuġın radiaciyanı shashılġan radiaciya dep atalıwın aldın atıp ótkenbiz. Shashılıw jedelligi bolsa kólem birligindeġı Quyash radiaciyasın shashıwshı bóleksheler muġdarına, olardıń tábiyatına hám úlken – kishiligine baylanıslı. Shashıwshı bólekshelernıń ólshemleri shashılıp atırġan nurlanıw tolqın uzınlıġınan júdá kishi, teń yamasa úlken bolıwı múmkin.