Lesson 2. Năng lượng bức xạ của Mặt Trời Flashcards
(31 cards)
Đường kính và thể tích của mặt trời?
đường kính khoảng 1.392.000 km, thể tích 1,41.1018 km3
Đặc điểm nhiệt độ của Mặt Trời?
- Ở nhân mặt trời nơi xảy ra phản ứng hạt nhân nhiệt độ lên tới 15 triệu độ
- Nhiệt độ bề mặt của mặt trời ở phần quang cầu vào khoảng 6000oK
- Ở phần sắc cầu khoảng 20.000oK
- Ở phần nhật hoa vào khoảng 2.000.000oK
Khoảng cách trung bình từ mặt trời đến trái đất?
khoảng cách trung bình từ mặt trời đến trái đất vào khoảng 149,6 triệu km (do quỹ đạo Trái đất hình elip)
Đặc điểm về năng lượng của mặt trời?
- Cứ mỗi giây mặt trời tiêu hao trên 4 tấn hyđrô để tạo ra năng lượng
- Dòng năng lượng này sẽ tiếp tục phát ra cho đến khi phản ứng hạt nhân trên Mặt trời hết nhiên liệu
- Năng lượng BXMT khi đi qua bầu khí quyển Trái đất, bị phản xạ và bị hấp thụ, khi đến được trái đất có khoảng 0,5 phần tỉ công suất bức xạ năng lượng toàn phần của mặt trời
Đặc trưng của bức xạ mặt trời?
là cường độ năng lượng; quang chu kỳ; quang phổ và các dạng bức xạ mặt trời
Từ trường mặt trời/gió mặt trời?
- Gió mặt trời là dòng các hạt prôton và electron xuất phát từ bề mặt mặt trời bay vào không gian.
- Tốc độ di chuyển của các dòng hạt khi tới các lớp trên cùng của khí quyển trái đất khoảng 400-500 km/s gây ra hiện tượng bão từ và cực quang.
Đặc điểm năng lượng bức xạ của mặt trời?
- Năng lượng bức xạ mặt trời là nguồn năng lượng đầu tiên của mọi quá trình chuyển hoá năng lượng trên bề mặt trái đất. Năng lượng bức xạ mặt trời chiếu tới trái đất có thể chuyển sang các dạng khác như nhiệt năng
- Bức xạ mặt trời là nguồn năng lượng gần như duy nhất được thế giới thực vật sử dụng trong quá trình quang hợp biến các chất vô cơ (CO2, H2O) thành chất hữu cơ (glucoza), từ đó hàng loạt các chất hữu cơ khác tạo thành
Khái niệm cường độ bức xạ mặt trời?
(I) là năng lượng chiếu tới một đơn vị diện tích đặt vuông góc với tia tới trong một đơn vị thời gian
Khái niệm hằng số mặt trời?
- Hằng số mặt trời là năng lượng bức xạ toàn phần của mặt trời truyền thẳng góc đến diện tích 1 cm2 trong 1 phút ở khoảng cách trung bình từ mặt trời tới trái đất
- Tại giới hạn trên của khí quyển cường độ bức xạ mặt trời tương đối ổn định được gọi là hằng số mặt trời
Sự suy yếu của BXMT khi đi qua Oxi?
Oxy hấp thụ bước sóng trong phổ nhìn thấy (0,69 - 0,76 μ) và cực tím (< 0,2 μ). Sự hấp thụ các tia cực tím ở các lớp khí quyển trên cao dẫn đến sự phân ly phân tử oxy để tạo thành ozôn
Sự suy yếu của BXMT khi qua Ozon?
Hấp thụ bức xạ có bước sóng λ = 0,2 - 0,32 μ. Ngoài ra dải các tia bức xạ có bước sóng λ = 0,43 - 0,75 μ cũng bị ozôn hấp thụ
Sự suy yếu của BXMT khi qua CO2?
Hấp thụ bức xạ có bước sóng khoảng 2,05 đến 2,7μ và 4,3 μ. Tuy nhiên quan trọng hơn cả là dải bức xạ có bước sóng từ 12,9 đến 17,1 μ. Như vậy khí cacbonic hấp thụ dải sóng dài nên nó có tác dụng làm nóng trái đất.
Sự suy yếu của BXMT khi qua hơi nước?
- Hơi nước hấp thụ nhiều dải bức xạ như 0,58-0,61 μ; 0,68 - 0,73 μ, đặc biệt từ 4 - 40 μ.
- Tuy nhiên, dải bức xạ từ 8-12 μ được gọi là cửa sổ của khí quyển, không bị hơi nước hấp thụ và lại là vùng phát xạ của mặt đất và khí quyển mạnh nhất, nhờ đó trái đất nguội nhanh do thoát nhiệt vào không gian vũ trụ.
Sự suy yếu của BXMT bởi các tác nhân khác?
- Một phần bức xạ mặt trời bị các phần tử không khí, hơi nước, bụi và mây làm khuếch tán do vậy bức xạ mặt trời khi đi qua khí quyển cũng bị suy yếu đi.
- Một phần bức xạ mặt trời bị ngăn cản bởi các đám mây hoặc bị phản xạ trở lại khí quyển nên bị suy yếu đi
Bức xạ mặt trời trực tiếp (trực xạ, S’) ?
- Trực xạ là năng lượng bức xạ mặt trời chiếu thẳng từ mặt trời đến mặt đất dưới dạng các tia song song
- Cường độ trực xạ phụ thuộc vào độ cao mặt trời, độ cao so với mực nước biển, vĩ độ địa lý, điều kiện thời tiết, địa hình (độ dốc, hướng dốc), …
- Cứ lên cao 1 km thì cường độ trực xạ tăng lên 0,1 – 0,2 calo/cm2/s.
- Trời nhiều mây thì mặt đất nhận được trực xạ ít.
- Cường độ trực xạ ở triền dốc hướng đông, tây lớn hơn ở vùng bắc, nam.
Bức xạ khuyếch tán (D)?
- Bức xạ khuyếch tán còn được gọi là tán xạ. Tán xạ là một phần năng lượng bức xạ mặt trời được khí quyển, mây… khuyếch tán từ bầu trời xuống mặt đất.
- Giá trị cực đại của bức xạ khuyếch tán thường thấp hơn nhiều so với bức xạ trực tiếp.
- Vào những ngày trời trong bức xạ khuyếch tán có thể đạt tới 0,10 - 0,25 cal/cm2/phút, còn những ngày trời đầy mây bức xạ khuyếch tán chỉ đạt 0,08 - 0,1 cal/cm2/phút.
- Trong tự nhiên, bầu trời trong những ngày quang mây có màu xanh da trời là do các bước sóng ngắn (lam, chàm, tím, …) bị khuếch tán ở tầng cao của khí quyển.
Bức xạ tổng cộng (tổng xạ, Q)?
- Tổng xạ có vai trò quan trọng trong quá trình hình thành chế độ khí hậu của vùng. Tổng xạ phụ thuộc vào độ cao mặt trời, lượng mây, độ vẫn đục của khí quyển, vĩ độ địa lý, địa hình, …
- Trong những ngày trời trong vắt, khi độ cao mặt trời tăng, bức xạ khuếch tán giảm xuống thì tổng xạ gần bằng trực xạ.
- Thông thường tổng xạ tăng dần từ xích đạo về phía 2 cực. Tuy nhiên, ở cùng vĩ độ, tổng xạ ở vùng sa mạc (trời luôn trong sáng) lớn hơn ở vùng ven biển nhiều lần.
Phản xạ (Rn)?
Phản xạ là phần bức xạ mặt trời, đặc biệt là sóng ngắn, bị “dội” trở lại khí quyển khi bức xạ mặt trời tiếp xúc với một bề mặt nào đó. Mức độ phản xạ tùy thuộc vào tính chất bề mặt của vật chất mà bức xạ mặt trời tiếp xúc (màu sắc, độ nhẵn, độ xốp, độ ẩm…) và góc tới của chùm bức xạ.
Bức xạ sóng dài mặt đất (Eđ)?
- Khi nhận năng lượng bức xạ mặt trời, mặt đất nóng lên. Theo định luật thứ nhất nhiệt động học, nhiệt năng của mặt đất tiếp tục chuyển hóa sang dạng khác, đó là bức xạ sóng dài mặt đất.
- Bức xạ sóng dài mặt đất phụ thuộc vào nhiệt độ mặt đất, khả năng bức xạ tương đối của bề mặt.
- Khả năng bức xạ tương đối là tỷ số giữa bức xạ mặt đất và vật đen tuyệt đối. Ở cùng một nhiệt độ thông thường bức xạ mặt đất nhỏ hơn bức xạ từ vật đen tuyệt đối. Các bề mặt khác nhau có khả năng bức xạ tương đối khác nhau.
Nguyên nhân gây nên hiện tượng suy giảm cường độ bức xạ mặt trời khi xuyên qua khí quyển?
- Hơi nước, khí CO2, O3, bụi, … trong khí quyển hấp thu năng lượng bức xạ mặt trời tạo thành nhiệt năng và gây ra hàng loạt các phản ứng ion hóa.
- Các tia bức xạ mặt trời bị khuyếch tán theo nhiều hướng khác nhau khi đi vào bầu khí quyển.
- Một phần lớn năng lượng bức xạ mặt trời bị các đám mây phản xạ trở lại vào không gian.
Bức xạ sóng dài khí quyển (bức xạ nghịch khí quyển, Engh)
- Tương tự như mặt đất, không khí khi hấp thu năng lượng bức xạ mặt trời cũng nóng lên và bức xạ ra xung quanh (trong đó có phần hướng xuống mặt đất) dưới dạng sóng dài.
- Cường độ bức xạ sóng dài khí quyển đến mặt đất phụ thuộc vào vĩ độ địa lý, vân độ, lượng hơi nước, bụi trong khí quyển.
- Ở vĩ độ trung bình, khi bầu trời quang mây, bức xạ bước sóng dài khí quyển đền mặt đất khoảng 0,4 – 0,5 calo.cm- 2.s-1; nếu trời đầy mây, bức xạ bước sóng dài khí quyển tăng thêm khoảng 20 – 30%.
- Ở nước ta, vào mùa đông, nếu lượng hơi nước trong khí quyển cao -> bức xạ bước sóng dài khí quyển lớn -> oi bức, khó chịu; ngược lại nếu trời quang, độ ẩm thấp -> lạnh giá.
Cân bằng bức xạ mặt trời trên mặt đất?
- Thông thường cân bằng bức xạ ban ngày có giá trị dương, ban đêm có giá trị âm. Ngoại trừ ở vùng địa cực quanh năm băng tuyết, cân bằng bức xạ ở những vùng khác đều có giá trị dương, trong đó cân bằng bức xạ ở vùng xích đạo và vùng nội chí tuyến có trị số lớn nhất.
- Cân bằng bức xạ âm thì mặt đất mất nhiệt và lạnh đi nhanh chóng
Ảnh hưởng của bức xạ mặt trời đến sự sống của thực vật?
– Quá trình quanh hợp
+ Diệp lục tố hấp thu năng lượng bức xạ mặt trời giúp thực vật đồng hóa H2O và CO2 (chất vô cơ) thành chất hữu cơ đầu tiên cho sự sống của sinh vật
6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2
- Bức xạ quang hợp (Photosynthesis Active Radiation, PAR) là phần năng lượng bức xạ mặt trời được thực vật sử dụng để tiến hành quang hợp, có bước sóng từ 0,38 – 0,71 micro,
- Điểm bù ánh sáng của thực vật là cường độ bức xạ mặt trời tối thấp mà cây trồng có thể quang hợp và tích lũy được sản phẩm hữu cơ, thường có giá trị từ 0,02 – 0,03 cal.cm-2.s-1
Quang phổ bức xạ mặt trời?
- Quang phổ BXMT là một dãi sóng liên tục gồm các tia có bước sóng λ từ 0 μ đến vô cùng
- Tuy nhiên, các bước sóng quá ngắn hoặc quá dài có năng lượng nhỏ nên trong thực tế chỉ xét các sóng điện từ có bước sóng từ 0,2 – 24,0 μ và được chia thành 3 dãy
