|
Ер атмосферасида қуёш нурланишнинг сусайишини ҳисобга олиш
Ер атмосферасининг баландлик бўйича чегаралари ҳозирги вақтда бир неча минг
километрни ташкил қилади. Атмосфера зичлиги юқорига чиққан сари камайиб боради.
Атмосферанинг юқори қатлами геокаран деб аталади ва у 10-20 минг километр ер юзасидан
юқорида жойлашган бўлади. Атмосферанинг физик шароити кескин ўзгариб туради, чунки
баландлик ўзгариши билан атмосфера қатламлари ҳам ўзгаради.
Атмосфера баландлиги ўзгариши билан унинг физик катталикларини ўзгариши 1-жадвалда
келтирилган. жадвал
Баландлик
h, км
Температура
t,
0
С
Зичлик
ρ, 10
-3
г/см
3
Босим Р, мб.
0,0
0,5
+15,0
+11,75
1,225
1,1672
1013,25
954,53
1,0
1,5
+8,5
+5,25
1,1117
1,0582
898,76
845,66
2,0
3,0
+1,99
-4,51
1,0066
9,0941
10
-1
794,98
701,25
4,0
5,0
-11,02
-17,52
8,1942
10
-1
7,3654
10
-1
616,56
540,45
8,0
10
-37,01
50,0
5,2591
10
-1
4,1357
10
-1
356,48
264,91
11
20
-56,49
-56,49
3,6485
10
-1
8,8870
10
-1
226,90
55,269
30
40
-42,80
-15,49
1,7901
10
-2
4,0003
10
-3
11,836
2,9586
50
60
+0,85
-19,75
1,0754
10
-3
3,3162
10
-4
8,4581
10
-1
2,4121
10
-1
70
80
-54,0
-88,15
9,2747
10
-5
2,0979
10
-5
5,8343
10
-2
1,1141
10
-2
90
100
-88,15
-63,93
3,4733
10
-6
5,3993
10
-7
1,8444
10
-3
3,2411
10
-4
200
+953,61
3,6109
10
-10
1,3633
10
-6
300
+1084,8
3,3531
10
-11
1,5939
10
-7
Бу газ тўлқин узунлиги 1,46 мкм гача нурларни яхши ўтказиб, тўлқин узунлиги катта
бўлган нурларни ўтказмайди.
Қуёш нурланишининг маълум қисмини ерга яхши ўтказиб, ерни исиши туфайли
чиқадиган узун тўлқинлари атмосферадан ташқарига чиқармайди. Атмосфера кундуз куни Қуёш
радиациясини Ерга томон бир оз заифлаштирилган ҳолда ўтказиб, ерни иситади. Кечаси эса ерни
ортиқча совиб кетишига йўл қўймайди. Кечаси ер чиқарган инфрақизил нурларни атмосфера
ютади ва яна Ерга томон йўналган инфрақизил нурланишни ҳосил қилади. Қуёшнинг уфқдан
баландлиги ортиши билан Қуёш нурланишининг спектрал таркиби ҳам ўзгариб боаради. ер
юзасига тушувчи Қуёш нурланишининг спектрал таркибининг нисбий қиймати 2-жадвал
берилган.
2-жадвал
Нурланиш
Спектрал
соҳадаги
энергиянинг фоиздаги
қиймти,
%
Манбаи
Ультрабинафша
нурланиш
Кўзга
кўринувчи
нурланиш
Инфрақизил
нурланиш
Қуёшнинг уфққа нисбатан
0,5
0
баландликда бўлганида
0
28
72
Қуёшнинг уфққа нисбатан
30
0
баландликда бўлганида
3
44
53
Қуёш зенитда бўлганда
4
46
50
Ҳово ранг осмон учун
10
65
25
Қуёшнинг зенит масофаси ортиши билан ер юзасига тушувчи инфрақизил нурларнинг миқдори
ортади. Спектрнинг энергия бўйича тасдиқланиши
нурланиш коэффиценти ва
ютилиш коэффицентининг нисбатларидан аниқланади. Бу нисбат элементар ҳажм учун Кирхгоф
қонунидан аниқлаши мумкин.
f
(
,
).
(1)
Қуёш термодинамик мувозанатда бўлган ҳол учун (1) формуланинг кўриниши
f
,
=
,
, (2)
ўтади, бу ерда
,
- Планк функцияси деб аталади.
1
1
1
1
2
,
2
5
1
5
2
kt
c
kt
hc
l
c
l
hc
. (3)
Тўлиқ Қуёш нурланишининг тўлқин узунлигини аниқлаш учун, ҳамма соҳа бўйича
интегралланиши керак, у ўз навбатида Стефан- Больцман қонунининг параметрлари орқали
ифодаланади.
4
эф
. (3
1
)
Агар
1
дан
2
гача тўлқин узунлиги оралиғида қуёшдан чиқаётган нурланишни ҳиссоблашда
f
эгри чизиқли юзани
1
дан
2
гача бўлган қийматни ҳисоблаш керак. Математик нуқтаи
назардан бу масала
J
d
f
2
1
, (2
1
)
шаклда ифодаланади.
Бугер-Ламберт қонуни
dl
модда қалинлигидан
J
нурлар дастасининг интенсивлиги ўтаётган бўлсин. Нурлар
интенсивлиги “элементар” і нурлар дасталарининг йиғиндисига тенг деб қарасак:
ixdl
dl
. (4)
Умумий ҳолда
x
параметр, муҳитнинг характеристикаси бўлиб
l
x
x
. Ҳамма даста учун
dl
l
x
J
dJ
1
, (5)
ёки
0
J
J
d
x
e
,
.
(6)
1729 йилда француз физиги Пъер Бугер (6) тенглама, яъни ёруғликни сусайиш қонунини
аниқлади. Баъзи адабиётларда Бугер-Ламберт ёки Бугер-Ламберт-Бер қонуни деб ҳам аталади. (6)
тенглама муҳитнинг баъзи бир оптик характеристикасини аниқлаш учун ишлатилади.
,
x
катталикка сусайиш кўрсаткичи деб аталади, унинг катталиги
dl
l
,
, (7)
-муҳитнинг оптик қалинлиги. Демак, сусайиш кўрсаткичи оптик қалинликка тенг. Кўп ҳолларда
l
кўрсаткични ҳисоблашда, бирлик узунлик бўйича хисобланмасдан, масса ёки модда
ҳажми бўйича(бирлик юзага) ҳисобланади. Хусусий ҳолда”ўнли сусайиш коэффценти”дан ҳам
фойдаланилади.
,
4343
,
0
,
10
х
X
. (8)
“Сусайиш кўрсаткичи” ва “оптик қалинлик”тушунчасидан фойдаланишда ер атмосферасини
“ёруғликни сусайтирувчи муҳит деб қаралади. Оптик қалинлик атмосферадан тик йўналиши
учун ишлатилади:
dh
h
o
H
h
0
,
,
, (9)
ва z зенит масофаси учун:
dh
h
z
z
H
h
0
,
,
. (10)
Интеграллаш баландлик бўйича олинади,
0
h
кузатувчининг баландлиги, Н-атмосферанинг
ташқи чегараси.
o
z
z
1
1
, (11)
катталикка атмосфера ёки ҳавонинг тик йўналишдаги массаси деб аталади. Агар атмосферани
ясси параллел қатламлардан иборат деб қаралса ва рефракция ҳисобга олинса унда:
sec
z
, (12)
га тенг деб қараш мумкин, атмосферанинг массаси биринчи яқинлашишда фақат тўлқин
узунликка боғлиқ бўлади.
Ёруғлик нурини сусайтирувчи муҳитнинг яна бир асосий характеристикаси
тозалик
коэффицентидир. У муҳитдан ўтган нурнинг, дастлабки нурга нисбатига тенг: (6) ва (7)
формуладан:
0
J
J
, (14)
Бошқа зенит масофаси учун
t
J
t
J
0
1
z
M
e
e
J
0
. (15)
(5), (6), (15) тенгламалар фақат монохраматик нурлар учун ўринли.
1
ва
2
спектрал оралиқ учун
(6) интергал қиймат орқали ёзамиз:
d
e
J
d
t
J
z
M
r
2
1
2
1
0
1
dz
J
z
M
2
1
0
. (16)
(16) ифодадан кўринадики муҳитнинг оптик қаллинлиги тўлқин узунлик ўзгариши билан
экспоненциал қонун бўйича муҳитдаги нур сусайишига эга.
Энди ҳаво очиқ бўлгандаги сочилган нурланиш қисқача тўхталиб ўтайлик. Сочилган Қуёш
нурланиш интенсивлигини D ҳарфи билан белгилайлик. Ҳаво очиқ кунлари сочилган радиация
интенсивлигининг қиймати унчалик катта бўлмайди. Ёзда Қуёш жуда баландда бўлганда y
0,1
мин
cм
кал
2
атрофида бўлади.
Одатда ясси сиртга бир вақтда тушувчи тўғри Қуёш радиацияси ва сочилган Қуёш нурланиш
йиғинди деб юритилади. Йиғинди Қуёш нурланиши интенсивлигини Q билан белгилайлик. У
вақт
D
S
D
S
Q
sinh
1
. (17)
Йиғинди Қуёш нурланиш таркиби ҳам Қуёшнинг уфқдан баландлигига, атиосферанинг
тиниқлигига, жойнинг географик кенглигига қараб ўзгаради.
Do'stlaringiz bilan baham: |
