الأشعة فوق البنفسجية، وعلى ذلك فإن مدى الإشعاع في الطبيعة - المدخل إلى علم الجغرافيا والبيئة

الأشعة فوق البنفسجية، وعلى ذلك فإن مدى الإشعاع في الطبيعة لا ينتهي عند الأحمر ولا عند البنفسجي، ومن الملاحظات التي تم التوصل إليها أن الأشعة البنفسجية أقل تأثيرًا في درجات الحرارة، وأن أشعة اللون الأحمر هي أشد رفعًا لدرجة الحرارة.

وتتوزع نسبة الأشعة في طيف الشمس على النحو التالي:

9% فوق البنفسجية.

70% مرئية "ضوئية".

21% تحت الحمراء "حرارية"1.

ولا يصل إلى الأرض إلا 1: 2000 مليون من أشعة الشمس، ومع ضآلة هذا القدر بالنسبة لما تشعه الشمس من طاقة هائلة، فإنه مسئول عن استمرار الحياة على سطح الأرض في جميع مظاهرها بإرادة الله سبحانه وتعالى.

‌

‌البقع الشمسية:

ليست الشمس ثابتة كما كان يعتقد البعض، بل إنها تدور في الاتجاه نفسه الذي تدور فيه توابعها من الكواكب. ولقد أمكن الوصول إلى كثير من الحقائق المتعلقة بحركة الشمس عن طريق تتبع البقع التي تظهر على سطح الشمس. فما البقع الشمسية وما طبيعتها؟

البقع الشمسية هي مساحات من سطح الشمس ليست معتمة تمامًا بل تلمع كالنجوم. لكنها تبدو معتمة لوقوعها في وسط أشد توهجًا ولمعانًا. ويقدر البعض أن درجة حرارة البقع تصل إلى 4000م وهي بذلك أبرد نسبيًّا عما يجاورها.

وتتفاوت المساحات التي تشغلها البقع ما بين 80 ألف كم2 إلى 18000 مليون كم2. وتتكون البقعة الشمسية من منطقة معتمة إلى حد ما، يطلق عليها "الظل" Umbra تحيطها منطقة أخرى أقل عتمة يطلق عليها اسم "شبه الظل" Penumbra. وليست المنطقتان السابقتان مناطق عتمة حقيقية ولكنها أقل توهجًا من بقية سطح الشمس. وتعد منطقة الظل أكثر توهجًا من أشد المصادر الضوئية على سطح الأرض.

وتظهر البقع الشمسية على هيئة مجموعات، ولوحظ أن معظمها لا يستمر إلا أيامًا قليلة، إذ إن ما يقرب من نصف مجموعها يقل بقاؤها عن أربعة أيام، ولكن نسبة قليلة منها تظل مائة يوم أو أكثر1.

ولا تتوزع البقع الشمسية من حيث مكانها أو أوقاتها توزيعًا عشوائيًّا، فقد تبين أنها تتركز عند العروض الشمسية الوسطى وتندر عند خط الاستواء الشمسي، وغير معروفة عند قطبي الشمس، وأما من حيث فترات حدوثها فهناك ما يسمى بدورة البقع الشمسية وهي تمتد ما بين 11 إلى 13 سنة، وتمت متابعتها بعناية منذ 1700 سنة. ويتفاوت ما يمكن رؤيته من البقع الشمسية ما بين خمسين في السنوات القليلة البقع و 200 أو 400 في السنوات ذات البقع الكثيرة.

وفي بداية دورة البقع الشمسية يكون عدد البقع قليلًا في العروض العليا للشمس، ولكن عددها يزيد وتتزحزح نحو العروض الدنيا، ثم تبدأ في التشتت، ثم تظهر مرة ثانية في العروض العليا، ولا يفهم سبب تزحزح البقع ولا مناطق حدوثها بصورة علمية مقنعة،

ولا شك أن لمناطق البقع الشمسية مجالات مغناطيسية قوية، كما أن لهالة الشمس الخارجية علاقة وثيقة بدورة البقع الشمسية؛ إذ إن هذه الهالة تصبح دائرية الشكل حينما تصل البقع الشمسية إلى أقصاها.

ولا تؤثر هذه البقع على الطقس أو المناخ، أو على الأصح لم يصل الإنسان حتى الآن إلى اكتشاف علاقة بين حدوث هذه البقع وبين المناخ، لكن الذي لوحظ أن لهذه البقع أثرًا في حدوث الزوابع المغناطيسية والاضطرابات الإذاعية واللاسلكية بسبب انطلاق جزئيات مشحونة كهربائيًّا من الشمس تنتقل بسرعة تتراوح بين 800 و 3000 كم/ ثانية، وتأخذ ما بين يوم أو يومين حتى تصل إلى الأرض، وحينما تقترب من الأرض تتأثر بالمجال المغناطيسي الأرضي وتكون آثارها عظيمة قرب القطبين، وصغيرة في المناطق الاستوائية.

وتسبب الجزيئات المشحونة كهربائيًّا والمنطلقة من الشمس اضطراب الذرات في الغلاف الجوي العلوي وتؤدي إلى ظهور "الأرورا" في المناطق القطبية، وتعرف تلك الظاهرة بالشفق القطبي أو "الضوء البروجي" ويحدث الشفق القطبي نتيجة لتصادم الألكترونات في الفضاء الخارجي بجسيمات الهواء المخلخل في طبقات الجو العليا. ولقد أمكن إحداث الضوء البروجي بصورة مصغرة صناعيًّا في المعمل، وذلك بتسليط الألكترونات على جزيئات الهواء في أنبوبة زجاجية ونتج عن ذلك توهج بأشكال مرتعشة تماثل الضوء البروجي. وتأخذ ظاهرة الشفق القطبي أو الضوء البروجي مظهر قوس متجانس هادئ، ذي لون أخضر باهت تبدو حافته السفلى محددة لكن الحافة العليا مشتتة وغير محددة، ويظهره الضوء البروجي على ارتفاعات تتراوح ما بين 62كم إلى600كم.

ومن أشهر ما ظهر من الضوء البروجي في نصف الكرة الشمالي ما حدث في 25 ديسمبر سنة 1951م حينما أمكن رؤية ثلاثة أو أربعة أقواس متوازية تمتد عبر السماء من الشرق إلى الغرب، وأخذت هذه الأقواس ترتفع رويدًا رويدًا حتى أصبحت فوق الرأس تقريبًا، وبعد ذلك انحرفت إلى منطقة القطب المغناطيسي ثم توهجت على هيئة هالة.

ولعل أهم ما استفاد به الإنسان من تتبع البقع الشمسية هو دراسة حركة الشمس والتأكد من دورانها حول نفسها، ومعرفة طول اليوم الشمسي، وظهر من دراسة بقع الشمس أن تلك البقع القريبة من خط الاستواء الشمسي تتحرك بسرعة أكبر من تلك البقع البعيدة عن وسط الشمس، وهذا دليل قاطع على أن الشمس ليست جسمًا صلبًا وإلا لأتمت كل البقع دورتها في مدة واحدة وبقيت المسافات بينها ثابتة، وتخالف الشمس الجسم الصلب في دورانها، فالسطح القريب من خط الاستواء يدور بسرعة تفوق سرعة المناطق القريبة من القطبين. وهذا يعني أن الأجزاء القريبة من خط الاستواء تتم دورتها حول نفسها قبل المناطق القطبية.

وتحسب سرعة دوران الشمس بسهولة في العروض التي تحدث فيها البقع الشمسية ما بين درجتي عرض 20 ْ و40 ْ وتختلف سرعة دوران الشمس حول نفسها على النحو التالي: