Bức xạ Mặt trời là một biến số khá quan trọng dùng để xác định lượng nhiệt mà chúng ta nhận được từ Mặt trời trên bề mặt Trái đất. Tùy thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau mà chúng ta nhận được bức xạ Mặt trời nhiều hay ít. Nếu bạn muốn tìm hiểu bức xạ Mặt trời là gì và những thông tin cần biết về nó thì đừng bỏ qua bài viết dưới đây của Dubaothoitiet nhé.
Khái niệm bức xạ Mặt trời
Bức xạ Mặt trời là dòng vật chất và năng lượng do Mặt trời phát ra. Nó là nguồn năng lượng chính cần thiết cho các quá trình bóc mòn, phong hóa, vận chuyển và bồi tụ trên Trái đất, cũng như để chiếu sáng và sưởi ấm các hành tinh trong Hệ mặt trời.
Bức xạ Mặt trời thường được gọi là ánh sáng Mặt trời hay tài nguyên Mặt trời, một thuật ngữ chung để chỉ bức xạ điện từ do Mặt trời phát ra.
Bức xạ Mặt trời có thể được thu giữ và chuyển đổi thành các dạng năng lượng hữu ích, như nhiệt và điện, bằng nhiều công nghệ khác nhau. Tuy nhiên, tính khả thi về mặt kỹ thuật và hiệu quả kinh tế của các công nghệ này tại một địa điểm cụ thể phụ thuộc vào nguồn năng lượng Mặt trời sẵn có.
Mọi nơi trên hành tinh của chúng ta đều nhận được ánh sáng Mặt trời ít nhất mỗi năm một lần. Lượng bức xạ mặt trời tới bất kỳ vị trí nào trên bề mặt Trái đất thay đổi tùy thuộc vào một số yếu tố:
-
Vị trí địa lý.
-
Thời gian trong ngày
-
Các mùa
-
Thời tiết
-
Cảnh quan
Vì Trái đất có hình cầu nên Mặt trời chiếu vào bề mặt ở các góc khác nhau từ 0° (phía trên đường chân trời) đến 90° (chiếu trên cao trực tiếp). Khi tia sáng Mặt trời chiếu thẳng đứng, bề mặt Trái đất sẽ nhận được toàn bộ năng lượng bức xạ Mặt trời có thể có.
Các tia sáng càng nghiêng thì chúng càng di chuyển trong bầu khí quyển lâu hơn, trở nên phân tán và khuếch tán nhiều hơn. Vì Trái đất có dạng hình cầu và trục quay của nó nghiêng một góc 23,5° nên các vùng cực lạnh không bao giờ có Mặt trời cao.
Trái đất quay quanh Mặt trời theo quỹ đạo hình elip và ở gần Mặt trời nhất trong một khoảng thời gian trong năm. Trái đất gần Mặt trời nhất vào mùa hè ở bán cầu Nam và vào mùa đông ở bán cầu Bắc. Tuy nhiên, sự hiện diện của các đại dương lớn sẽ khiến mùa hè nóng hơn và mùa đông lạnh hơn.
Nhiều quốc gia ở vĩ độ trung bình sẽ nhận được nhiều năng lượng Mặt trời hơn vào mùa hè, không chỉ vì ngày ở đó dài hơn mà còn vì Mặt trời gần như nằm trên cao. Các tia nắng sẽ nghiêng nhiều hơn trong những tháng mùa đông.
Sự quay của Trái đất cũng là nguyên nhân làm thay đổi cường độ bức xạ Mặt trời theo hàng giờ. Vào sáng sớm và chiều muộn, chúng ta thấy thấp thoáng ánh nắng. Tia sáng của nó xuyên qua bầu khí quyển xa hơn vào buổi trưa, khi Mặt trời lên cao nhất.
Các loại bức xạ Mặt trời
Không phải tất cả bức xạ Mặt trời chiếu tới bề mặt đều bị hấp thụ vì một số bức xạ bị lệch hướng. Lượng bức xạ bị lệch hướng khỏi bề mặt được gọi là albedo. Độ cao albedo trên mặt đất đang tăng lên đáng kể do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và sự tan chảy của các chỏm băng ở 2 vùng cực.
Các bề mặt nằm ngang thường không nhận được bất kỳ loại bức xạ phản xạ nào vì chúng không nhìn thấy được bất kỳ bề mặt đất nào, không giống như trường hợp bức xạ Mặt trời khuếch tán. Trong trường hợp này, các bề mặt thẳng đứng nhận được lượng bức xạ phản xạ lớn nhất.
Nó là một phần bức xạ Mặt trời chiếu tới bề mặt Trái đất và bị phản chiếu hoặc hấp thụ bởi các đám mây. Nó được gọi là khuếch tán vì hình dạng của nó mở rộng theo mọi hướng.
Quá trình này xảy ra do sự phản xạ và hấp thụ, không chỉ từ các đám mây mà còn từ một số hạt trôi nổi tồn tại trong khí quyển. Những hạt này, được gọi là bụi khí quyển, có khả năng khuếch tán bức xạ Mặt trời. Nó bị lệch hướng bởi một số vật thể như núi, cây cối, tòa nhà và mặt đất, tùy thuộc vào cấu tạo của nó.
Đặc điểm chính của loại năng lượng bức xạ Mặt trời này là nó không phủ bóng lên các vật thể mờ đục xen vào nhau. Bề mặt nằm ngang là nơi có lượng bức xạ khuếch tán lớn hơn. Điều này ngược lại hoàn toàn khi xảy ra với các bề mặt thẳng đứng, nơi hầu như không có sự tiếp xúc.
Loại bức xạ Mặt trời này đến trực tiếp và ít thay đổi hướng. Có thể thấy điều này chịu ảnh hưởng của gió nhưng không ở mức độ lớn. Con người có thể cảm nhận được nhiệt độ không khí giảm vào những ngày gió.
Trên các bề mặt, nhiệt độ không bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi chế độ gió mạnh. Loại bức xạ này có điểm nổi bật là có thể tạo ra một bóng mờ xác định từ bất kỳ vật thể mờ đục nào muốn cản trở nó.
Có thể nói đây là tổng lượng bức xạ Mặt trời tồn tại trên hành tinh. Nó là tổng của 3 bức xạ mà chúng mình vừa giới thiệu ở trên. Ví dụ, vào một ngày nắng hoàn toàn, chúng ta sẽ có nhiều bức xạ trực tiếp hơn bức xạ khuếch tán. Tuy nhiên, vào những ngày nhiều mây, không có bức xạ trực tiếp, tất cả bức xạ chiếu vào sẽ bị khuếch tán.
Nếu lượng bức xạ Mặt trời mà hành tinh chúng ta nhận được thì sự sống không thể phát sinh như hiện tại. Cân bằng năng lượng của Trái đất là 0. Điều này có nghĩa là lượng bức xạ mặt trời mà hành tinh nhận được và lượng phát ra không gian là như nhau.
Tuy nhiên, một số sắc thái phải được thêm vào, trong trường hợp này, nhiệt độ trên hành tinh sẽ là -88 độ, vì vậy cần thứ gì đó có thể chặn bức xạ này và làm cho nhiệt độ trở nên dễ chịu và phù hợp cho sự sống.
Hiệu ứng nhà kính là động cơ ngăn cản phần lớn bức xạ Mặt trời tới bề mặt Trái đất. Nhờ hiệu ứng nhà kính, chúng ta có thể có điều kiện sống được trên hành tinh. Khi bức xạ Mặt trời chạm tới bề mặt, nó quay trở lại gần một nửa bầu khí quyển để đẩy nó vào không gian. Một phần bức xạ quay trở lại từ bề mặt này bị hấp thụ và phản xạ bởi các đám mây và bụi khí quyển. Tuy nhiên, bức xạ hấp thụ này không đủ để duy trì nhiệt độ ổn định.
Hiệu ứng nhà kính giúp ngăn cản bức xạ Mặt trời
Đây là nơi khí nhà kính được tạo ra. Đây là những loại khí có khả năng giữ lại một phần nhiệt lượng tỏa ra từ bề mặt Trái đất, bức xạ Mặt trời được trả lại vào khí quyển.
Các khí nhà kính gồm: carbon dioxide (co2), hơi nước, oxit nitơ, oxit lưu huỳnh, metan,... Với sự gia tăng lượng khí nhà kính do các hoạt động của con người gây ra, bức xạ Mặt trời ngày càng có hại vì nó tác động đến môi trường, con người và hệ thực vật, động vật.
Hy vọng vấn đề gia tăng khí nhà kính có thể được giảm bớt và tình hình sẽ không trở nên nguy hiểm.
Các nhà khoa học dự đoán bức xạ Mặt trời bằng cách sử dụng cảm biến đo bức xạ Mặt trời để tính toán lượng ánh sáng Mặt trời chiếu vào các địa điểm cụ thể vào các thời điểm khác nhau trong năm.
Sau đó, họ ước tính lượng ánh sáng Mặt trời chiếu vào các vùng có cùng vĩ độ và có khí hậu tương tự. Các biểu đồ bức xạ Mặt trời được hiển thị dưới dạng tổng bức xạ trên bề mặt nằm ngang hoặc tổng bức xạ trên bề mặt theo dõi Mặt trời.
Đơn vị bức xạ Mặt trời cho hệ thống điện mặt trời (quang điện) thường được biểu thị bằng kilowatt giờ/mét vuông (kWh/m2). Dự báo bức xạ Mặt trời trực tiếp và năng lượng Mặt trời cũng có thể được biểu thị bằng đơn vị watt/mét vuông (W/m2).
Dữ liệu từ các cảm biến đo bức xạ Mặt trời cho hệ thống sưởi ấm không gian và sưởi ấm nước bằng năng lượng Mặt trời có thể được biểu thị bằng đơn vị nhiệt Anh/foot vuông (Btu/ft2).
Như vậy qua những thông tin Dubaothoitiet.info đã chia sẻ ở trên, hy vọng rằng chúng sẽ giúp ích cho bạn biết thêm được bức xạ Mặt trời là gì và những thông tin cần biết về nó. Nếu phần nào mà bạn cảm thấy có ích hãy chia sẻ bài viết đến với bạn bè của bạn để mọi người cùng đọc nhé. Ngoài ra, nếu có thắc mắc về bài viết hãy bình luận để chúng mình có thể thấy và phản hồi sớm nhất có thể.