Giáo trình khí tượng nông nghiệp - Chương I

Trường ðại học Nông nghiệp 1 - Giáo trình Khí tượng Nông nghiệp--------------------------------------------- 9

B. KHÍ TƯỢNG ÐẠI CƯƠNG

Chương I. NĂNG LƯỢNG BỨC XẠ MẶT TRỜI

1. MỘT SỐ ðẶC TRƯNG VẬT LÝ, THIÊN VĂN CỦA MẶT TRỜI

Mặt trời là một quả cầu lửa khổng lồ có ñường kính khoảng 1.392.000 km, thể tích

1,41.1018 km3

. cấu tạo chủ yếu gồm hyñrô,heli và ôxy ở trạng thái plasma. Trong hệ mặt trời

gồm có một ngôi sao là mặt trời ñứng ở vị trí trung tâm (ñịnh tinh) là vật duy nhất phát sáng

và 9 hành tinh khác không phát sáng quay xung quanh mặt trời.

Theo hệ thống phân loại sao trong thiên văn học thì mặt trời có tên gọi là " sao lùn

vàng". Trong Thiên hà của chúng ta, mặt trời chỉ là một ngôi sao dưới trung bình về công

suất bức xạ, kích thước và nhiệt ñộ so với hàng tỷ ngôi sao khác.

Một số thông số vật lý chung của mặt trời

• Mặt trời có cấu trúc phức tạp, ở tâm của mặt trời là nhân hoặc lõi tiếp ñến là vùng bức

xạ, ở khoảng cách cách tâm chừng 0,7-0,8 bán kính mặt trời là vùng ñối lưu, ngoài cùng

là bề mặt mặt trời. Ở nhân mặt trời nơi xảy ra phản ứng hạt nhân nhiệt ñộ lên tới 15 triệu

ñộ. Nhiệt ñộ 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 ( tính theo ñộng năng trung

bình của các phân tử).

• Trái ñất chuyển ñộng xung quanh mặt trời theo quỹ ñạo elíp (hình 1) do vậy khoảng

cách từ mặt trời ñến trái ñất luôn thay ñổi tuỳ thuộc vào vị trí của nó trên quỹ ñạo.

Khoảng cách trung bình từ mặt trời ñến trái ñất vào khoảng 149,6 triệu km, khoảng cách

này gọi là 1 ñơn vị thiên văn (ñvtv). Khoảng cách ngắn nhất 147 triệu km (ngày 3/I)

bằng 0,983 ñvtv, khoảng cách dài nhất khoảng 152 triệu km (ngày 5/VII ) bằng

1,017ñvtv. Xem hình 1.1

• Thành phần hoá học của mặt trời: Hyñrô chiếm khoảng 70-71% về khối lượng, hêli từ

27-29% , còn lại từ 1-3% là các nguyên tố nặng hơn như cacbon, ôxy ...

• Cứ mỗi giây mặt trời tiêu hao trên 4 tấn hyñrô ñể tạo ra năng lượng.

• Gió mặt trời là dòng các hạt prôton và electron xuất phát từ bề mặt mặt trời bay vào

không gian. Khi các dòng hạt trên thổi tới các lớp trên cùng của khí quyển trái ñất với

vận tốc khoảng 400-500 km/s gây ra hiện tượng bão từ và cực quang. Vào những ngày

gió mặt trời hoạt ñộng mạnh việc thông tin vô tuyến ñiện trên trái ñất bị cản trở hoặc

không thực hiện ñược.

Năng lượng bức xạ mặt trời

• Trong lòng mặt trời có nhiệt ñộ rất cao vì thế tại ñó luôn luôn xảy ra phản ứng nhiệt

hạch còn gọi là phản ứng tổng hợp hạt nhân biến hiñrô (H2) thành hêli (He) và giải

phóng một năng lượng vô cùng lớn. Phản ứng tổng hợp hạt nhân có thể biểu diễn theo

sơ ñồ sau:

Bức xạ mặt trời là nguồn năng lượng nguyên thuỷ của hầu hết các quá trình vận

ñộng vô sinh và hữu sinh trên trái ñất. Các quá trình vô sinh như hoạt ñộng của máy

móc, các quá trình vật lý khí quyển..., các quá trình hữu sinh như sinh trưởng, phát triển

và vận ñộng của sinh giới... muốn xảy ra ñược thì cần phải có năng lượng. Xét về nguồn

gốc thì các nguồn năng lượng ñó ñều là năng lượng bức xạ mặt trời. Các ñặc trưng của

bức xạ mặt trời như cường ñộ năng lượng, quang chu kỳ, quang phổ và các dạng bức xạ

mặt trời là những yếu tố tạo nên ñiều kiện thời tiết, khí hậu và tác ñộng trực tiếp tới ñời

sống cây trồng.