كيف تؤثر الشمس في طقس الأرض ؟.. تحديداً على 〝 الظواهر الجوية〞
كيف تؤثر الشمس على الظواهر الجوية
الشمس هي مصدر معظم الطاقة التي تحرك العمليات البيولوجية والفيزيائية في
العالم
من حولنا، سواء في المحيطات وعلى الأرض، وتغذي نمو النبات الذي يشكل قاعدة السلسلة الغذائية، وفي الغلاف الجوي تعمل على تسخين الهواء الذي يدفع طقسنا.
يتغير معدل الطاقة القادمة من الشمس بشكل طفيف من يوم لآخر، وعلى مدى آلاف السنين يمكن للعلاقة المدارية بين الأرض والشمس أن تغير التوزيع الجغرافي لطاقة الشمس على سطح الأرض.
والتغيرات في ناتج الطاقة الشمسية قد تؤثر على مناخنا والظواهر الجوية بشكل مباشر عن طريق تغيير معدل التسخين الشمسي للأرض والغلاف الجوي، وبشكل غير مباشر عن طريق تغيير عمليات تشكيل السحب.
على مدار ملايين السنين يعد التغير في كثافة الطاقة الشمسية عاملاً حاسمًا يؤثر على المناخ والظواهر الجوية، وعلى سبيل المثال العصور الجليدية.
ومع ذلك لا يمكن للتغيرات في معدل التسخين الشمسي خلال القرن الماضي أن تفسر حجم الارتفاع في متوسط درجة الحرارة العالمية منذ أواخر السبعينيات.
لا تُحدث الشمس تغييرات على الأرض على مدار العام فحسب، بل تتيح أيضًا إمكانية وجود
الحياة
، فتحمل أشعة الشمس الكثير من الطاقة التي توفر الكثير من الحرارة.
تخترق هذه الأشعة غلافنا الجوي وتضرب سطح الأرض، فتنعكس بعض هذه الحرارة وترسل إلى الفضاء، وبعضها تمتصه الأرض.
تسمى الطاقة التي يعاد انبعاثها باتجاه الفضاء من سطح الأرض بالإشعاع الأرضي، وهذه هي الطاقة التي تحافظ على دفء الأرض.
وتشير شدة الشمس إلى كمية الطاقة الشمسية الواردة أو الإشعاع ، الذي يصل إلى سطح الأرض، وتحدد الزاوية التي تضرب بها أشعة الشمس الأرض هذه الشدة. [2]
تأثير الشمس على الهواء
إن الإشعاع الشمسي الوارد الذي نشير إليه باسم إشعاع الموجة القصيرة وهو ضوء مرئي وفي الأساس إشعاع من النوع فوق البنفسجي يمكن أن يكون خطيرًا ويمر عبر الغلاف الجوي مباشرة ويصل إلى سطح الأرض.
عندما يتم امتصاص الإشعاع الشمسي على السطح، فيحدث شيء مثير للاهتمام حيث تبدأ الأرض في التسخين لذلك على عكس الهواء الذي لا يمتص الإشعاع الشمسي القادم فإن الأرض تمتصه، ويخبرنا أحد قوانين الإشعاع أنّ كل امتصاص جيد هو أيضا باعث جيد.
وتأخذ الأرض هذه الطاقة الحرارية وتطلقها في شكل إشعاع طويل الموجة، ومعظمها حرارة معقولة، تُعرف باسم الأشعة تحت الحمراء.
من الغلاف الجوي يمكن للهواء المحيط بنا أن يمتص هذا الإشعاع فالشمس تسخن الكوكب لكن الكوكب هو الذي يدور حوله ويسخن الهواء.
هذا هو بالضبط السبب في أن الهواء الأقرب إلى سطح الأرض يكون عادةً أكثر دفئًا من الهواء فوقنا، وذلك لأن مصدر الحرارة لهواءنا يأتي في الواقع من الأرض.
ترتفع درجة حرارة الأرض بشكل أسرع إلى درجات حرارة أعلى من درجة حرارة الماء، وبالتالي تبرد الأرض بشكل أسرع إلى درجات حرارة أقل من الماء.
وتؤثر الشمس على الضعظ على سطح الأرض وذلك من ملاحظة التسخين غير المتكافئ لسطح الأرض والذي يؤدي بطريقة غير مباشرة إلى تفاوت توزيع الضغط.
ويمكن أن يكون هذا أيضًا مهمًا لأن الهواء ينتقل من ضغط مرتفع إلى ضغط منخفض وعندما يتحرك الهواء نسمي تلك الرياح، وهذا هو السبب في أن الشمس لا تحدد الحرارة فحسب، بل تحدد الضغط وتحدد حركة الرياح. [4]
تأثير الشمس في طقس الأرض
تغذي الشمس الحياة على الأرض، وتساعد في الحفاظ على كوكب الأرض دافئًا بدرجة كافية حتى نتمكن من البقاء على قيد الحياة.
كما أنّ لها تأثير يؤثر على الطقس في الأرض، وأساس هذا التأثير هو التغيرات الطفيفة في مدار الأرض حول الشمس والتي تكون مسؤولة بشكل مباشر عن تقلبات الطقس على كوكب الأرض.
لا تشرق الشمس دائمًا بنفس مستوى السطوع، فتضيء وتخفت قليلاً، كما وتستغرق 11 عامًا لإكمال دورة شمسية واحدة، وخلال كل دورة تخضع الشمس لتغييرات مختلفة في نشاطها ومظهرها.
ترتفع مستويات الإشعاع الشمسي أو تنخفض وكذلك كمية المواد التي تقذفها الشمس إلى الفضاء وحجم البقع الشمسية وعددها والتوهجات الشمسية، كل هذه التغييرات لها تأثيرات متنوعة في الفضاء والغلاف الجوي للأرض وعلى سطح الأرض.
إنّ الإجماع العلمي الحالي هو أنّ التغيرات الطويلة والقصيرة الأجل في النشاط الشمسي تلعب دورًا صغيرًا جدًا في مناخ الأرض.
والاحتراز من زيادة مستويات
غازات
الدفيئة التي ينتجها الإنسان هو في الواقع أقوى عدة مرات من أي آثار بسبب التغيرات الأخيرة في النشاط الشمسي. [3]
كيف تؤثر زاوية أشعة الشمس في درجة الحرارة
تُعرَّف زاوية الشمس بأنّها الزاوية التي تضرب بها الشمس الأرض، وهذا التعريف بسيط بما فيه الكفاية، فهو تعريف مباشر إلى حد ما، لكنه في الواقع ظاهرة مؤثرة للغاية ومعقدة تحدد مقدار الطاقة الحرارية التي تتلقاها الأرض في وقت ومكان معينين والتي تؤثر على الجميع بشكل مختلف.
وسبب وجود فصول هو اختلاف زاوية الشمس بسبب ميل الأرض بمقدار 23.5 درجة على محورها، وعندما تدور الأرض وتدور حول الشمس تتعرض أجزاء مختلفة من الأرض لكميات مختلفة من
ضوء الشمس
على مدار العام.
تكون زاوية الشمس في ذروتها خلال فصل الصيف عندما يميل نصف الكرة الشمالي نحو الشمس، وهذا هو
الوقت
الذي تظهر فيه الشمس في أعلى قمة في السماء وتوفر أيامًا أطول تضيف المزيد من الطاقة الحرارية إلى سطح الأرض.
خلال فصل الشتاء تكون زاوية الشمس في أدنى مستوياتها حيث يميل نصف الكرة الشمالي بعيدًا عن الشمس، وهذا هو الوقت الذي تظهر فيه الشمس في أدنى مستوياتها في السماء وتكون أيامنا أقصر، وبالتالي تكون درجات الحرارة لدينا أكثر برودة.
معنى
آخر كلما زادت زاوية الاشعاع الشمسي باتجاه رأسي 90 درجة زادت الطاقة الإشعاعية التي تستقبلها كل منطقة محلية من سطح الأرض
وهذا ما يحدث في الصيف في النصف الشمالي من الكرة الأرضية، بحيث تصبح الشمس أكثر مباشرة لأن القطب في ذلك النصف من الكرة الأرضية يميل قليلاً نحو الشمس.
والمحور القطبي لا يتجه نحو الشمس، ويكون موضع المحور القطبي دائمًا موازيًا لتوجهاته السابقة، لكن مدار الأرض حول الشمس يجعل المحور في كل نصف من الكرة الأرضية يميل نحو الشمس كل ستة
أشهر
أي نصف عام مما ينتج عنه فصول مختلفة.
يؤثر هذا الاختلاف في ضوء الشمس في النهاية على درجات الحرارة الموسمية حيث تختلف زاوية الشمس التي تضرب الأرض أيضًا في مواقع وخطوط عرض مختلفة.
فتضرب أشعة الشمس الأرض عند خط الاستواء حيث يكون الإشعاع الشمسي القادم أكثر مباشرة حيث يتركز على مساحة أصغر مما يؤدي إلى درجات حرارة أكثر دفئًا.
وتضرب أشعة الشمس الأرض عند خطوط العرض الأعلى بشكل أقل مباشرة وأكثر تشتتًا مما يؤدي إلى درجات حرارة أكثر برودة.
هذا هو السبب في أن الأماكن القريبة من خط الاستواء تكون أكثر دفئًا من أماكن مثل القطب الشمالي، حتى عندما يكون الصيف في نصف الكرة الشمالي.
من المستحيل أن تقوم الشمس بتسخين الأرض بأكملها بشكل متساوٍ دفعة واحدة، وهذا هو السبب في أن توزيع الحرارة في جميع أنحاء العالم غير متساوٍ.
ويخلق هذا التسخين التفاضلي اختلافات كبيرة في درجات الحرارة بين أجزاء مختلفة من الأرض والأرض والمياه، وتساعد هذه الاختلافات في درجات الحرارة على نوعية طقسنا اليومي. [1]