Giáo trình Khí tượng Nông nghiệp - Chương I

Bức xạ mặt trời là nguồn năng lượng nguyên thuỷ của hầu hết các quá trình vận động vô sinh và hữu sinh trên trái đất. Các quá trình vô sinh như hoạt động của máy móc, các quá trình vật lý khí quyển... các quá trình hữu sinh như sinh trưởng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Khí tượng Nông nghiệp - Chương I B. KHÍ TƯ NG Ð I CƯƠNG Chương I. NĂNG LƯ NG B C X M T TR I B c x m t tr i là ngu n năng lư ng nguyên thu c a h u h t các quá trình v n ñ ng vô sinh và h u sinh trên trái ñ t. Các quá trình vô sinh như ho t ñ ng c a máy móc, các quá trình v t lý khí quy n..., các quá trình h u sinh như sinh trư ng, phát tri n và v n ñ ng c a sinh gi i... mu n x y ra ñư c thì c n ph i có năng lư ng. Xét v ngu n g c thì các ngu n năng lư ng ñó ñ u là năng lư ng b c x m t tr i. Các ñ c trưng c a b c x m t tr i như cư ng ñ năng lư ng, quang chu kỳ, quang ph và các d ng b c x m t tr i là nh ng y u t t o nên ñi u ki n th i ti t, khí h u và tác ñ ng tr c ti p t i ñ i s ng cây tr ng.1. M T S ð C TRƯNG V T LÝ, THIÊN VĂN C A M T TR I M t tr i là m t qu c u l a kh ng l có ñư ng kính kho ng 1.392.000 km, th tích1,41.1018 km3 . c u t o ch y u g m hyñrô,heli và ôxy tr ng thái plasma. Trong h m t tr ig m có m t ngôi sao là m t tr i ñ ng v trí trung tâm (ñ nh tinh) là v t duy nh t phát sángvà 9 hành tinh khác không phát sáng quay xung quanh m t tr i. Theo h th ng phân lo i sao trong thiên văn h c thì m t tr i có tên g i là sao lùnvàng. Trong Thiên hà c a chúng ta, m t tr i ch là m t ngôi sao dư i trung bình v côngsu t b c x , kích thư c và nhi t ñ so v i hàng t ngôi sao khác.M t s thông s v t lý chung c a m t tr i • M t tr i có c u trúc ph c t p, tâm c a m t tr i là nhân ho c lõi ti p ñ n là vùng b c x , kho ng cách cách tâm ch ng 0,7-0,8 bán kính m t tr i là vùng ñ i lưu, ngoài cùng là b m t m t tr i. nhân m t tr i nơi x y ra ph n ng h t nhân nhi t ñ lên t i 15 tri u ñ . Nhi t ñ b m t c a m t tr i ph n quang c u vào kho ng 6000oK, ph n s c c u kho ng 20.000oK, ph n nh t hoa vào kho ng 2.000.000oK ( tính theo ñ ng năng trung bình c a các phân t ). • Trái ñ t chuy n ñ ng xung quanh m t tr i theo qu ñ o elíp (hình 1) do v y kho ng cách t m t tr i ñ n trái ñ t luôn thay ñ i tuỳ thu c vào v trí c a nó trên qu ñ o. Kho ng cách trung bình t m t tr i ñ n trái ñ t vào kho ng 149,6 tri u km, kho ng cách này g i là 1 ñơn v thiên văn (ñvtv). Kho ng cách ng n nh t 147 tri u km (ngày 3/I) b ng 0,983 ñvtv, kho ng cách dài nh t kho ng 152 tri u km (ngày 5/VII ) b ng 1,017ñvtv. Xem hình 1.1 • Thành ph n hoá h c c a m t tr i: Hyñrô chi m kho ng 70-71% v kh i lư ng, hêli t 27-29% , còn l i t 1-3% là các nguyên t n ng hơn như cacbon, ôxy ... • C m i giây m t tr i tiêu hao trên 4 t n hyñrô ñ t o ra năng lư ng. • Gió m t tr i là dòng các h t prôton và electron xu t phát t b m t m t tr i bay vào không gian. Khi các dòng h t trên th i t i các l p trên cùng c a khí quy n trái ñ t v i v n t c kho ng 400-500 km/s gây ra hi n tư ng bão t và c c quang. Vào nh ng ngày gió m t tr i ho t ñ ng m nh vi c thông tin vô tuy n ñi n trên trái ñ t b c n tr ho c không th c hi n ñư c.Năng lư ng b c x m t tr i • Trong lòng m t tr i có nhi t ñ r t cao vì th t i ñó luôn luôn x y ra ph n ng nhi t h ch còn g i là ph n ng t ng h p h t nhân bi n hiñrô (H2) thành hêli (He) và gi i phóng m t năng lư ng vô cùng l n. Ph n ng t ng h p h t nhân có th bi u di n theo sơ ñ sau:Trư ng ð i h c Nông nghi p 1 - Giáo trình Khí tư ng Nông nghi p--------------------------------------------- 9 H 1 + H1 H2 + e + γ H2 + H1 He3 + γ He3 + He3 He4 + 2H1 Trong sơ ñ trên: H1 - hyñrô ( prôton); H2 - ñơteri (ñơtron ) ; He3 , He4 là các ñ ng v c a heli; e - electron; γ - b c x gama. Xuân phân (21/III) 152. 106 km (5/VII) 147.106 Km (3/I) ðông chí (22/XII)H chí (22/VI) Thu phân (23/IX) Hình 1.1. Sơ ñ H m t tr i - trái ñ t Do kh i lư ng c a 4 h t nhân H1 l n hơn kh i lư ng c a 1 h t nhân He3. ð h t kh ilư ng trong ph n ng là cơ ch sinh ra năng lư ng theo công th c Anhxtanh: E = ∆mc2.Năng lư ng t ng h p 4 h t nhân H1 thành 1 h t nhân He3 là E = (4mH - mHe).c2 . Trong ñó:∆m = (4mH - mHe); c = 107 Jun. N u có 1 g h t nhân H1 chuy n thành He3 thì ∆m = 0,01g vànăng lư ng gi i phóng là 10 12 Jun. • Công su t b c x m t tr i là năng lư ng toàn ph n c a m t tr i chi u trên di n tích m t c u có tâm là m t tr i, bán kính (d/2) là 1 ñvtv trong 1 giây. N u h ng s m t tr i là I0 thì W = I0 . 4πd2 /60 = 3,86.1026 W ( t c 3,86.1026 J/s) nói cách khác c m i phút m t tr i phát vào không gian xung quanh m t lư ng năng lư ng vào kho ng 5,5.1024 Kcal nhưng trái ñ t ch nh n ñư c m t ph n r t nh ...