Mavzu: Quyosh radiatsiyasi

Mavzu: Quyosh radiatsiyasi

Reja:

1. Quyosh radiatsiyasi va uning tarkibi.

2. Quyoshning doimiyligi. Quyosh issiqligining tarqalishi va uning geografik kenglikka bog’liqligi

3. Yerning radiatson va issiqlik muvozanati.

4. Atmosferaning va Yer yuzasining issiqlik me’yori.

Tayanch iboralar: Quyosh radiatsiyasi, Quyosh doimiyligi, Quyosh doimiyligi, To’g’ri radiatsiya, tarqoq radiatsiya, yalpi radiatsiya, effektiv nurlanish, qarshi nurlanish, al’bedo.

Issig’lik va yoriug’lik sayyoramizning geografik qobig’i uchun eng muhim omildir. Yer yuzasidagi issiqlik va yorug’likning asosiy manbai – Quyoshdir. Yerning ichki issig’ligi esa Quyosh issig’ligidan 5 ming marta kam. Demak, Yer yuzasining issiqlik balansida Quyosh hal qiluvchi rol o’ynaydi. Yer yuzasi Quyoshdan bir yilda 1,37x10²⁴ J energiya oladi. Quyosh radiatsiyasi atmosfera, gidrosfera, biosfera va litosferani ustki qismida bo’ladigan hamma jarayonlarning energiya manbai hisoblanadi.

Quyosh nurining ma’lum yuzaga sochilish intensivligi nurning tushish burchagiga va Yer bilan Quyosh orasidagi masofaga bog’liq. Yer yuzasiga fazodan Quyosh va boshqa osmon jismlari issiqligi keladi. Fazodan keladigan issiqlikning 97% ni Quyoshdan keladigan issiqlik tashkil qiladi. Mazkur issiqlik Quyoshning elektromagnit nurlarini taratishi natijasida vujudga keladi. Yer yuzasining 1 sm² maydoniga 1 mn. davomida tushadigan Quyosh issiqligining miqdori Quyosh doimiyligi deb ataladi (1,98 kkal/sm². min.).
Quyoshdan keladigan elektromagnit nurlari turli xil uzunlikdagi to’lqinlardan iborat (ultraqisqa to’lqinli, uzun to’lqinli, olis ultrabinafsha, yorug’lik va yaqin infraqizil nurlar). Ultraqisqa to’lqinli radiatsiya (<0,1027 mkm) atmosferaning 100-200 km. balandlikdagi qatlamlarigacha kirib keladi va molekulalarni ionlashishiga olib keladi. Uzunroq to’lqinlar (0,1027-0,24 mkm) atmosferaning 70-80 km balandlikdagi qatlamigacha tushib keladi va molekulyar radiatsiyalarni hosil bo’lishiga olib keladi, natijasida radikal ionlar vujudga keladi. Olis ultrabinafsha to’lqinlar (0,2424-0,2900 mkm) 15-25 km balandlikda ozon qatlami tomonidan to’la yutiladi. Mazkur nurlar molekulyar kislorodni dissotsiatsiyani keltirib chiqaradi, ozon hosil bo’lishiga olib keladi va stratosferani qizitib yuboradi. Ular ionosfera va ozonosferani hosil qiladigan asosiy omil bo’lib hisoblanadi. Yaqin ultrabinafsha to’lqinlar (0,029-0,40 mkm), yorug’lik nurlari va infra qizil nurlari Yer yuzasiga bevosita yetib keladi va geografik qobiqdagi fotoximik va termoximik reaktsiyalar hamda radio to’lqin nurlanishni keltirib chiqaradi.
Yer yuzasiga fazodan Quyosh va boshqa osmon jismlari issiqligi keladi. Fazodan keladigan issiqlikning 97% ni Quyoshdan keladigan issiqlik tashkil qiladi. Mazkur issiqlik Quyoshning elektromagnit nurlarini taratishi natijasida vujudga keladi. Yer yuzasining 1 sm² maydoniga 1 min. davomida tushadigan Quyosh issiqligining miqdori Quyosh doimiyligi deb ataladi (1,98 kkal/sm². min.)¹.
Quyoshdan keladigan elektromagnit nurlari turli xil uzunlikdagi to’lqinlardan iborat (ultraqisqa to’lqinli, uzun to’lqinli, olis ultrabinafsha, yorug’lik va yaqin infraqizil nurlar). Ultraqisqa to’lqinli radiatsiya (<0,1027 mkm) atmosferaning 100-200 km. balandlikdagi qatlamlarigacha kirib keladi va molekulalarni ionlashishiga olib keladi. Uzunroq to’lqinlar (0,1027-0,24 mkm) atmosferaning 70-80 km balandlikdagi qatlamigacha tushib keladi va molekulyar radiatsiyalarni hosil bo’lishiga olib keladi, natijasida radikal ionlar vujudga keladi. Olis ultrabinafsha to’lqinlar (0,2424-0,2900 mkm) 15-25 km balandlikda ozon qatlami tomonidan to’la yutiladi. Mazkur nurlar molekulyar kislorodni dissotsiatsiyani keltirib chiqaradi, ozon hosil bo’lishiga olib keladi va stratosferani qizitib yuboradi. Ular ionosfera va ozonosferani hosil qiladigan asosiy omil bo’lib hisoblanadi. Yaqin ultrabinafsha to’lqinlar (0,029-0,40 mkm), yorug’lik nurlari va infra qizilnurlari Yer yuzasiga bevosita yetib keladi va geografik qobiqdagi fotoximik va termoximik reaktsiyalar hamda radio to’lqin nurlanishni keltirib chiqaradi.
Quyosh nuri perpendikulyar tushsa, joy eng ko’p radiatsiya oladi, chunki bunday holatda Quyoshning bir to’p energiyasi kichik maydonga tushadi, aksincha, u yotiq tushsa, o’sha bir to’p nur energiyasi kattaroq maydonga tarqaladi. Quyosh nurining qancha burchak hosil qilishi, joyning geografik kengligi hamda Quyoshning gorizontdan qanchalik baland turishiga bog’liq.
Quyosh nuri 23⁰30^, shimoliy kenglik bilan xudi shu darajadagi janubiy kenglik orasidagi maydonga eng katta 90⁰ burchak hosil qilib tushadi. Yer yuzasining qolgan kengliklarida esa Quyosh nurining tushuish burchagi 90⁰dan kam bo’ladi. Demak, Quyosh nurining tushish burchagi qanchalik yotiq bo’lsa, Quyosh radiatsiyasining intensivligi shunchalik kam bo’ladi. Masalan, agar tush paytida radiatsiya kuchini ekvatorda 1 deb olsak, 60⁰ kenglikda 0,5 ga, qutbda esa 0 ga barobar bo’ladi.
Yerning sharsimonligi va o’qi orbita tekisligiga og’ganligi natijasida Quyosh nurining tushish burchagi yil davomida o’zgarib turadi.
Yerning radiatsiya orqali oladigan energiyasining miqdori faqat nurning tushish burchagiga emas, balki Quyoshning yoritish davrining uzun va qisqa bham bog’liqdir. Quyosh nurining tushish burchagi singari, uning yoritish davri ham yil fasllariga qarab o’zgaradi. Ekvator atrofida kun bilan tunning uzunligi yilning hamma fasllarida deyarli teng bo’lsa, o’rtacha va qutbiy kengliklarda tun bilan kunning nisbati yil fasllarida keskin o’zgaradi. Masalan 70⁰ sh.k.da Quyosh yozda 65 sutka, qutbda esa 180 sutka mobaynida botmaydi. Qutbda yozda Quyoshning uzoq faqt yoritib va isitib turishi issiqlikning etishmasligini birmuncha qoplaydi. Qish faslida esa Quyosh butunlay chiqmaydi, oqibatda radiatsiya miqdori 0⁰ ga barobar bo’ladi.Ana shuning uchun ham qutbda Quyosh radiatsiyasining yillik o’rtacha miqdori ekvatordagidan 3-3,5 marta kam bo’ladi.
Quyosh radiatsiyasining Yer yuzasiga etib kelishiga yana atmosfera ham ta’sir ko’rsatadi. Chunki atmosfera quyoshdan kelayotgan nurning bir qismini yutadi: Quyoshdan kelayotgan nurning bir qismini suv bug’lari yutsa, qisqa to’lqinli ultra binafsha nurni esa ozon yutadi. Korbanat angidrid esa uzun to’lqinli nurni ushlab qoladi. Shunday qilib, Quyoshdan kelayotgan yorug’likning bir qismi (15%) atmosferada sarflanadi (yutiladi), natijada Yerga kelayotgan Quyosh radiatsiyasi kuchsizlanib qoladi.

Quyosh radiatsiyasining atmosferada sochilib, yutilib susayishi Yerning turli kengliklarida turlichadir. Chunki Quyosh nurining tushish burchagi katta bo’lsa, u atmosfera orqali qisqa, aksincha, tushish burchagi kichik bo’lsa, uzoq yo’l bosib o’tadi. Agar Quyosh zenitda tursa, nur tik tushadi va atmosferaning eng yaqin va qisqa yo’l bilan kesib o’tadi, natijada Quyosh radiatsiyasi Yer yuzasida kuchli bo’ladi.

Quyosh nurining tushish burchagi 90⁰ bo’lganda, uning atmosferadan o’tadigan yo’lining uzunligi 1,0 deb olsak, shunda radiatsiyaning susayish darajasi 25% bo’ladi. Quyosh nurining tushish burchagi 50⁰ bo’lganda, atmosferadan o’tadigan nur yo’li 1,30 ga teng, radiatsiyaning susayish darajasi 31% ga etadi. Quyosh nurining tushish burchagi 30⁰ bo’lganda, atmosferadan o’tadigan nur yo’li 2,0 ga teng, radiatsiyaning susayish darajasi 44% , 10⁰ burchak hosil qilib tushganda esa, atmosferadan o’tadigan nur yo’lining uzunligi 5,56, radiatsiyaning susayish darajasi 80% ga teng, Quyosh nurining tushish burchagi 0⁰ bo’lganda, atmosferadan o’tadigan nur yo’lining uzunligi 35,40, radiatsiyaning susayish darajasi 100% bo’ladi.

Yerning shakli sharsimon bo’lganligi tufayli turli kengliklarda Quyosh nurlarining Yer yuzasiga tushish burchagi turlicha. Quyoshdan kelayotgan issiqlikning miqdori nurlarning tushish burchagi qancha katta bo’lsa shuncha ko’p bo’ladi. Quyosh nurlari tik tushadigan hududlarda, issiqlik tushayotgan nurlarning ko’ndalang kesimi maydoniga teng maydonda tarqaladi. Quyosh nurlari qiya tushgan hududlarda ma’lum miqdordagi issiqlik kattaroq maydonda (v) taraladi, shuning uchun maydon birligiga to’g’ri keladigan issiqlik miqdori kam bo’ladi.
Quyosh issiqligining sur’atini nurlarni tushish burchagiga bog’liqligini quyidagicha ifodalash mumkin.