هل تؤثر المسافة على الأشعة الشمسية التي يتلقاها الكوكب؟

ترتبط كمية الإشعاع الشمسي التي تتلقاها الأرض ارتباطًا وثيقًا ببعدها عن الشمس. وعلى الرغم من اختلاف ناتج الشمس على مدار حياتها الطويلة ، إلا أن مسافة الأرض عن الشمس والخصائص المدارية لها التأثير الأكبر على كمية الإشعاع التي يتلقاها كوكبنا. ولكن لا تمتص الأرض كل ضوء الشمس. ينعكس البعض إلى الفضاء بدلاً من أن يتحول إلى حرارة.

قانون التربيع العكسي هو مفهوم أساسي في الفيزياء ينطبق على العديد من الظواهر بما في ذلك الجاذبية والكهرباء الساكنة وانتشار الضوء. ينص القانون على أن كمية أو شدة معينة تتناسب عكسياً مع مربع المسافة من المصدر. على سبيل المثال ، تبلغ شدة الإشعاع الشمسي على سطح عطارد ما يقرب من تسعة أضعاف كثافة إشعاع الأرض ، لكن عطارد أقرب بثلاث مرات فقط من الشمس. إن مضاعفة المسافة إلى الشمس ثلاث مرات يقلل من كمية الإشعاع التي تصل سطح الأرض إلى تسع مستوى الضوء على عطارد.

وفقًا لقانون كبلر الأول لحركة الكواكب ، قانون المدارات ، تتحرك الأرض في مسار بيضاوي حول الشمس. تختلف المسافة بين الأرض والشمس قليلاً على مدار العام. في aphelion ، أبعد مسافة عن الشمس ، تبعد الأرض 152 مليون كيلومتر. لكن عند الحضيض الشمسي ، أقرب مسافة من الشمس ، تقع الأرض على بعد 147 مليون كيلومتر. نتيجة لذلك ، على مدار العام ، يتغير مقدار الضوء الذي يصل إلى سطح الأرض بنسبة قليلة في المائة.

على مر السنين ، قام العلماء بمراقبة الإشعاع الشمسي بشكل مباشر باستخدام الأدوات والأقمار الصناعية مثل Total Irradiance Monitor ، وهو جزء من مهمة القمر الصناعي SORCE. تشير الدراسات إلى أن إنتاج الطاقة الشمسية يختلف من دقيقة إلى دقيقة ويتغير بشكل كبير على مدى آلاف السنين. يمكن أن تؤثر هذه الاختلافات على التغيرات في مناخ الأرض. ترتبط البقع الشمسية أيضًا بإنتاج الطاقة الشمسية ، على الرغم من عدم فهم كيفية حدوث ذلك. تشير السجلات التاريخية لنشاط البقع الشمسية إلى أن إنتاج الطاقة الشمسية أعلى كلما كان هناك المزيد من البقع الشمسية.

يمكن للعلماء حساب كمية الناتج الشمسي الذي تتلقاه الأرض على مسافة معينة من الشمس. تعكس الأرض بعضًا من هذا الضوء في الفضاء ، مما يقلل من إجمالي الإشعاع الممتص. يوصف هذا التأثير بمصطلح البياض ، وهو مقياس لمتوسط ​​كمية الضوء التي ينعكسها الجسم.

يتم قياس البيدو على مقياس من صفر إلى واحد. سيعكس الجسم ذو البياض الواحد كل الضوء الذي يصل إليه ، بينما عند صفر البياض ، سيتم امتصاص كل الضوء. يبلغ حجم بياض الأرض حوالي 0.39 ، ولكن التغييرات بمرور الوقت مثل الغطاء السحابي أو القمم الجليدية أو ميزات السطح الأخرى تغير هذه القيمة.