‌ تأثير الغلاف الجوي على الطاقة الإشعاعية: - الجغرافيا المناخية والنباتية

يتبين أن هذا الإشعاع يمثل حتى في فصل الصيف نسبة لا يستهان بها من الإشعاع الواصل إلى سطح الأرض، كما أن توزيعه يتشابه مع التوزيع الفصلي للإشعاع الشمسي المباشر الذي يصل كذلك إلى سطح الأرض. ويبدو هذا واضحًا بصفة خاصة في العروض الواقعة بين دائرتي عرض 60 ْو 90 ْفي 21 يونيو، ففي هذه العروض يزيد الإشعاع السمائي المنتشر على الإشعاع الشمسي المباشر حتى في وقت الانقلاب الصيفي بسبب كثرة السحب، ويستثنى من ذلك وقت الاعتدال الربيعي الذي يزيد في أثنائه الإشعاع الشمسي المباشر عن الإشعاع السمائي المنتشر.

جدول "2" معدلات الإشعاع السمائي المنتشر نحو الأرض على دوائر العرض المختلفة "سعرات/ سم 2 / دقيقة".

المصدر" Hautwistz & Austin "1944"، p.14

ج-‌

‌ تأثير الغلاف الجوي على الطاقة الإشعاعية:

إن الإشعاع الشمسي الذي يصل إلى أعلى الغلاف الجوي لا يستطيع أن يصل كله إلى سطح الأرض؛ لأن نسبة كبيرة منه تُفقد عند اختراقها لهذا الغلاف نتيجة لارتداد بعضه إلى الفضاء بواسطة "الألبيدو الأرضي" وامتصاص بعض آخر منه في الجو بواسطة المواد العالقة وغاز ثاني أكسيد الكربون.

والمقصود بالألبيدو الأرضي Earth's Aledo هو نسبة ما يرتد من الأشعة الشمسية نحو الفضاء دون أن يؤثر على جو الأرض أو على سطحها، وأهم العوامل التي تؤدي إلى هذا الارتداد هي السحب التي تساهم وحدها برد حوالي 23% من الإشعاع الشمسي الواصل إلى جو الأرض، وتليها المواد العالقة بالجو من غبار وبخار ماء، وهي تساهم في مجملها برد 9% من هذا الإشعاع، ويساهم سطح الأرض نفسه برد 2% منه. وعلى هذا الأساس فإن الألبيدو الأرضي يبلغ في جملته 34% من الأشعة الواصلة إلى أعلى الجو، فيكون مجموع ما تكسبه الأرض وجوها هو 66% منها1. إلا أن هذه النسب تتباين من وقت إلى آخر ومن مكان إلى آخر على حسب كمية السحب ودرجة صفاء الجو ومقدار ما يتعلق به من بخار الماء والهواء، ونوع الغطاء الذي يكسو سطح الأرض، إن كان صخريًّا أو مائيًّا أو جلديًّا أو نباتيًّا، فلكل نوع من هذه الغطاءات ألبيدو خاص به وأكبره هو ألبيدو سطح الجليد "شكل 4".

وتبلغ نسبه ما يمتص من الأشعة في الجو بواسطة بخار الماء والغبار حوالي 11% من جملتها، أما ما يمتص بواسطة الغازات في نفس الجو فيبلغ2% وتزداد هاتان النسبتان نوعًا ما، إذا كانت السماء محتجبة بالغيوم2. ولكن يلاحظ أن الأشعة التي تمتص في الجو لا تمثل كلها فاقدًا فعليًّا من الطاقة الإشعاعية؛ لأنها لا تريد كلها إلى الفضاء، إذ إنها تساعد على رفع درجة حرارة الطبقات التي تمتص فيها، كما تصل نسبة لا بأس بها منها بصورة أشعة منتشرة إلى سطح الأرض، وذلك بخلاف الأشعة التي ترتد إلى الفضاء بواسطة الألبيدو والتي تمثل خسارة فعلية لحرارة الأرض.

ولقد أثبتت بعض الدراسات أن الإشعاع الذي ينتشر من الجو نحو الأرض، والذي يعرف باسم الإشعاع السمائي المنتشر لا يقل أهمية عن الإشعاع المباشر في تزويدها بالحرارة، بل إنه قد يتفوق عليه عندما تكون الشمس محتجبة بالغيوم.