ilyass
عضو متألق
عدد المساهمات : 261
نقاط : 510
تاريخ التسجيل : 18/04/2010
 | موضوع: ~●●~¦ انتثار الأشعة الشمسية في الغلاف الجوي ¦~●●~ حــصريے  2010-05-01, 06:42 | |
| الله الرحمن الرحيم
لحمد لله
سيدحمد صلالله عليه وسلم سيد الأولين
اعضاء و زوار [size=16]
~●●~¦ انتثار الأشعة الشمسية في الغلاف الجوي ¦~●●~
تحدث عملية الانتثار عندما تصطدم الأشعة الشمسية بعائق في الغلاف الجوي,بحيث لايؤدي ذلك إلى امتصاصها,ويمثل التأثير الوحيد للامتصاص بتغيير مسار الأشعة الشمسية بشكل عشوائي في جميع الاتجاهات,وكما جرت العادة,فإنه من المناسب تقصي اتجاهين رئيسيين بالنسبة لسطح الأرض,نحو الأعلى ونحو الأسفل,إن الأشعة المتناثرة نحو الأعلى مالم تعود نحو الأسفل وتأخذ دورها ضمن عملية الانتثار المتكرر,تفقد عبر الفضاء,بينما تبقى الأشعة المتناثرة نحو الأسفل ضمن النظام الجوي-الأرضي,وتتعرض لسلسلة من العمليات المتتالية.
ميز العلماء نموذجين لانتثار الأشعة الشمسية هما: انتثار ريللي Rayleigh scattering وانتثار ماي mie scattering.
اقترح النموذج الأول العالم البريطاني اللورد جون ريللي,وتبعاً لهذا الاقتراح تنبتح جسيمات الانتثار مثل:جزيئات الغازات الجوية الثابتة,والتي تقل أمطارها عن طول موجات الأشعة المصطدمة بها مايعرف بالانتثار ريللي.تتناسب كمية الأشعة المتناثرة عكساً مع الأس الرابع لطول موجة الأشعة الشمسية.وضمن شروط محددة,فإن الأشعة الشمسية قصيرة الموجة تتناثر بسهولة بالموازنة مع الموجات الأطول فعلى سبيل المثال:تتناثر الأشعة التي يبلغ طولها مرتين من أشعة أخرى بمقدار 1/16 مما تناثر الثانية.ومن أجل الأشعة المرئية فانتثار الضوء الأزرق يعادل عشرة أضعاف انتثار الضوء الأحمر.يعد هذا النموذج من الانتثار نتاج التركيب الغازي للغلاف الجوي,خصوصاً الغازات الثابتة الداخلة في تركيبه بدون ملوثات الهواء الجوي.
يعد لون السماء النتيجة الرئيسية لهذا التبعثر,حيث تأخذ السماء اللون الأزرق خلال النهار,عندما تدخل الأشعة المرئية (طول موجاتها بين 0,4 - 0,7 ميكرون) قمة الغلاف الجوي الأرضي تنتثر جزيئات الغازات الصغيرة الأمواج الأقصر من المجال المرئي (الأشعة البنفسجية) أولاً,وبشكل طبيعي فإن الغلاف الجوي ينثر ويمتص الضوء البنفسجي,وذلك على قمة الغلاف الجوي,ينتثر الضوء الأزرق ثانياً,ولكن بعد أن تكون حزمة الأشعة قطعت شوطاً كبيراً في الغلاف الجوي نحو سطح الأرض,لذا فإن هذه الأشعة المتناثرة عشوائياً ضمن الغلاف الضوء الأزرق في أسفل الغلاف الجوي تكسبه اللون الأزرق.لمعظم الأشعة ضمن المجال المرئي طول موجي يفوق قطر الجسيمات الموجودة في الهواء النقي والجاف,لذا تخترق هذه الأشعة الغلاف الجوي العلوي دون أن يتحول مسارها.تخترق الأشعة المرئية خلال ساعات الصباح الباكر والمساء (الغسق) الغلاف الجوي عبر مسارات طويلة جداً مع منتصف النهار لذا فإن الأشعة الشمسية المرئية قصيرة الموجة تنتثر طرق عدة وتختفي بالتالي من حزمة الأشعة الشمسية المباشرة ليبقى ضمن هذه الحزمة الأشعة الحمراء المرئية والبرتقالية,وهذا بدوره يخلق رؤية لشمس أكثر احمراراً بالموازنة مع بقية النهار.يترافق لون السماء الضارب للحمرة في هذا الوقت نتيجة لبعثرة الأشعة الحمراء ببطء من بين حزمة الأشعة الشمسية المباشرة.وفي الحقيقة فإن زاوية الورود الضئيلة والمسار الطويل لحزمة الأشعة في الطبقة الهوائية المجاورة سطح الأرض,حيث يحتوي الهواء القريب من سطح الأرض بالاضافة إلى الغازات الجافة على بخار الماء والجسيمات المعدنية الصلبة والأملاح والمواد العضوية الكبيرة الحجم,يسهمان بانتثار معظم الضوء ذي الأمواج الأطول في حزمة الأشعة المرئية (الأحمر والبرتقالي) الذين يشكلان معظم حزمة الأشعة المرئية,وهذا مايعطي السماء اللون الضارب للحمرة عند الصباح والمساء.
اقترح غوستاف ماي سنة 1908 آلية أخرى للتناثر تعتمد على النسبة مابين أقطار الجسيمات وطول موجة الأشعة الشمسية.تعد هذه الآلية فعالة عندما يحتوي الغلاف الجوي على السحب وعلى جسيمات الملوثات بحيث تكون أقطارها تساوي أو تفوق طول موجة الأشعة المصطدمة بها.يحدث تناثر ماي عندما تكون أقطار جسيمات التناثر مشابهة لأطوال موجات الأشعة الواقعة عليها,واتجاه التناثر سيكون بمعظمه في الاتجاه الأمامي لجهة ورود الأشعة الشمسية.وهنا لاتوجد شروط مثلى لبعثرة طول موجي دون سواه,بل يطال التناثر جميع أطول الموجات المرئية مما يعطي للسماء لوناً أبيض في يوم سديمي,وعندما يكون الغلاف الجوي غنياً بالملوثات تأخذ السماء لوناً أزرق ضارب للرمادي,بينما يكون أثر الانتثار أقل وضوحاً عندما تكون السماء ملبدة بالسحب,لأن معظم قطيرات السحب تمتص الأشعة الشمسية بالقدر الذي تنثره.
تتناقص كثافة الهواء ومحتواه من الرطوبة والعوالق مع الارتفاع,وبالتالي يتناقص معدل التناثر مع الارتفاع,ونتيجة لذلك,يلاحظ في يوم جاف فوق الأقاليم الجبلية المرتفعة أن للسماء لوناً أزرقاً داكناً أو بنفسجياً,ولهذا السبب تبدو السماء الأرضية سوداء بالنسبة لرودا الفضاء وكذلك من على سطح القمر.
يلاحظ في العروض القطبية جميع الأشعة الشمسية المتناثرة نحو سطح الأرض (اشعاع السماء) يعد جزءاً مهماً من إجمالي الأشعة الشمسية هنا.وخلال فصل الشتاء عندما لا تظهر الشمس إطلاقاً فوق خط الأفق يعد اشعاع السماء المصدر الرئيسي للقدرة الاشعاعية,حيث يحدث التناثر المتكرر بين السطوح الفاصلة بقاعدة طبقة السحب المنخفضة مشكلاً مايعرف بالـ whiteout ,بحيث يبدو من الصعب جداً تمييز أو الفصل مابين الأرض والسماء ,أو معرفة موقع خط الأفق أو مظاهر السطح.
[size=21]::تحياتي لكم::
::الياس::
[/size][/size] |
| |
|
