Güneş Radyasyonu Proje Raporu

Güneş radyasyonu hakkında bir proje raporu. Bu proje raporu şunları öğrenmenize yardımcı olacaktır: 1. Güneş Radyasyonunun Anlamı 2. Güneş Radyasyonunun Yoğunluğu 3. Özellikler 4. Saçılma 5. Yansıma 6. Emilim 7. Dünya-Atmosfer Sisteminde Güneş Radyasyonu 8. Güneş-Radyasyon Kullanımı Tarımsal Ürün

İçindekiler:

  1. Güneş Işınımının Anlamı Üzerine Proje Raporu
  2. Güneş Radyasyonu Yoğunluğu Proje Raporu
  3. Güneş Işınımının Karakteristikleri Projesi
  4. Güneş Işınımı Dağılımı Proje Raporu
  5. Güneş Radyasyonu Yansıması Proje Raporu
  6. Güneş Radyasyonu Emilimi Proje Raporu
  7. Dünya-Atmosfer Sisteminde Güneş Işınımı Projesi Raporu
  8. Tarımsal Ürünlerin Güneş Enerjisi Kullanımı ile İlgili Proje Raporu

Proje Raporu # 1. Güneş Radyasyonunun Anlamı:

Atmosferde üç enerji aktarım modu vardır, yani radyasyon, iletim ve taşınım. Radyasyon, elektromanyetik alanın hızlı salınımları ile enerjinin transferi olarak tanımlanabilecek üç enerji transfer modundan biridir.

Yeryüzünde meydana gelen fiziksel ve biyolojik işlemler için tüm enerjinin nihai kaynağı, güneşten alınan radyasyondur, bu nedenle genellikle güneş radyasyonu olarak adlandırılır. Tarım, bitki büyümesini koruyarak yeterli miktarda besin ve su beslemesi altında güneş radyasyonunun kullanılmasıdır.

Güneş radyasyonu anlayışı yalnızca tanımının bilgisiyle sınırlı değildir, aynı zamanda doğası, yasaları, spektral aralığı ve denge özellikleri hakkındaki bilgiyi de içerir.

Elektromanyetik dalgalar biçiminde bir vücuttan enerji emisyonuna radyasyon denir. Elektromanyetik dalgaların bir özelliği de dalga boylarıdır. Dalga boyu λ ile gösterilir. Dalga boyu, tepe ile tepe arasındaki en kısa mesafedir.

λ = c / v

λ dalgaboyu olduğunda, v frekans yani hayır. saniyedeki titreşimlerin ve c, 3 x 108 ms-1'e eşit olan ışık hızıdır.

Diğer bir karakteristik özelliği ise frekansları. Frekans, dalgaların vericiden ayrılma hızıdır. Saniyede devir veya kilometre cinsinden ifade edilir. Zaman periyodu (τ), 1 / v'ye eşit olan ve dalga sayısı 1 / λ'ya eşit olan bir titreşimin zamanıdır. Bunlar hertz ve kilohertz cinsinden ifade edilir.

Dalga boyu mikrometre veya mikron µ cinsinden ifade edilir. Bir mikrometre = 10-6 metre. Güneşten gelen radyasyon 0.15 ila 4.0 mikrometre (µ) arasında değişirken, dünyadan gelen radyasyon 10-15 µ arasında yoğunlaşmaktadır.

Kısa dalga radyasyonunun çoğu, 30 km yüksekliğin üzerindeki atmosfer tarafından emilir. Radyasyon insan gözüne ışık olarak yalnızca 0, 35 ila 0, 75 mikrometre (VIBGYOR) arasında değişen çok dar dalga boylarında görülebilir.

Görünür ışıktan daha kısa dalga boylu radyasyona ultraviyole, görünür ışıktan daha uzun dalga boylu radyasyona kızılötesi denir. Bu terim, 1 ile 100 µ arasındaki radyasyona uygulanır. Bunlara ısı radyasyonu denir.

Dünya ile evrenin geri kalanı arasındaki tüm enerji alışverişi ışınım transferi yoluyla gerçekleşir. Dünya ve atmosferi güneş ışınlarını sürekli olarak emer ve kendi radyasyonunu uzaya yayar. Bu nedenle, dünya-atmosfer sistemi neredeyse radyasyon dengesi altındadır.

Emissivite (Ɛ):

Belirli bir dalga boyunda ve sıcaklıkta verilen bir yüzeyin salınımının, aynı dalga boyunda ve sıcaklıkta siyah bir gövdenin salgınına oranıdır. Değeri 0 ile 1 arasında değişir.

Emiciliği (α):

Emilen radyan enerjinin, üzerinde meydana gelen toplam radyasyona oranıdır. Siyah gövde için Ɛ = α = 1.0 ve beyaz gövde için Ɛ = α = 0.

Radyasyon akı yoğunluğu:

Birim bir zamanda bir birim yüzey alanı üzerinden alınan radyasyon miktarıdır.

Radyatörler:

Tüm cisimler, yüzeylerinden radyatör olarak bilinen sıfır derece santigrat mutlak (yani -273.2 ° C) üzerindeki enerjiyi yayarlar. Bazı gövdeler iyi radyatörler, bazıları kötü radyatörlerdir.

Siyah cisimler:

Bu gövdeler iyi emiciler ve iyi radyatörlerdir. Belirli bir sıcaklıktaki bir cisim, birim zamanda birim yüzey alanı başına mümkün olan maksimum radyasyon yayarsa, buna siyah gövde veya tam radyatör denir. Böyle bir vücut ayrıca üzerine düşen tüm radyasyonu tamamen emecektir.

Böylece siyah gövde mükemmel bir radyatör ve emicidir. Böyle bir cismin salınımlılığı = 1'dir. Daha az verimli olan radyatörler 1'den daha az salım gücüne sahiptir. Değeri 0 ile 1 arasındadır.

Beyaz organları:

Bu gövdeler kötü emiciler ve kötü radyatörlerdir. Beyaz bir cisim için, emilimin yanı sıra emissivite sıfırdır.

Proje Raporu # 2. Güneş Radyasyonu Yoğunluğu:

Dünya yüzeyinde alınan güneş ışınımının yoğunluğu, kısmen mekanın geliş açısına ve enlemesine bağlıdır. Tropikal bölgede maksimum yoğunluk, kutupsal alanlarda ise minimum yoğunluk yaşanır. Atmosferin dış sınırında, dünya 2 cal cm -2 dk -1 alır . Yüzeyin güneş ışınlarına dik olması gerekir.

Dikey yüzeyde alınan radyasyon güneş sabiti olarak adlandırılır. Dünya uydusu, yaklaşık 1.95 cal cm -2 dk -1 güneş sabiti vermiştir. Uzaydan dünyaya giderken güneş ışınının tükenmesi, atmosferde kat edilen mesafe arttıkça artar.

Güneşten gelen radyasyonun% 99'unun esas olarak 0.15 ile 4.0µ arasında yoğunlaştığı tahmin edilmektedir. Bu radyasyon, kısa dalga radyasyonu veya dünya dışı radyasyon olarak adlandırılır.

Güneş radyasyonunun farklı bileşenlerinde bulunan enerji aşağıda verilmiştir:

Farklı dalga boylarında bulunan enerji:

Proje Raporu # 3. Güneş Radyasyonunun Özellikleri:

Bitki yaşamı için önemli olan üç geniş güneş enerjisi spektrumları şunlardır:

Güneş ışınlarının yaklaşık yüzde 99'u 0, 15 ile 4, 0µ dalga boyu arasında alınmaktadır. Dünya ayrıca kızıl ötesi veya termal radyasyon adı verilen uzun dalga boylu (1.2 ila 40.0µ) radyasyon yayar.

(1) Ultraviyole ışınımının dalga boyu, görünür ışığın dalga boyundan daha azdır. Spektrumun ultraviyole kısmı, gelen toplam güneş enerjisinin yaklaşık yüzde 7'sini oluşturur. Kimyasal olarak çok aktif. Tüm canlılar için zararlıdır ve öldürme etkisi vardır.

Ancak atmosferdeki ozon ve oksijen tarafından absorbe edildiğinden yeryüzüne ulaşmaz. Çok tükenmiş bir biçimde dünya yüzeyine ulaşabilir. Ancak, eğer bitkiler bu radyasyona aşırı miktarda maruz kalırsa, etkiler zararlıdır.

(2) Kızılötesi radyasyon: Güneş radyasyon bandındaki daha uzun dalgalar büyük ölçüde 0, 70 ila 4, 0µ'dir ve kızılötesi radyasyona (NIR) yakın olarak adlandırılır. Bu dalga boyu aralığı, toplam güneş enerjisinin yaklaşık yüzde 49'unu oluşturur. Bitkiler üzerinde termal etkileri vardır.

Su buharlarının varlığında, bu radyasyon bitkilere zarar vermez, bitki ortamına gerekli termal enerjiyi sağlar. Dünyadan gelen termal radyasyon hem gün hem de gece boyunca, güneşten gelen sadece gündüz radyasyonuna karşı gerçekleşir.

(3) Güneş spektrumunun üçüncü kısmı ultraviyole ile kızılötesi arasındadır. Bu segment spektrumun görünür kısmı olarak adlandırılır ve popüler olarak ışık olarak bilinir. Güneş ışınımının yaklaşık% 44'ü görünür kısımdan katkıda bulunur. Bitkiler radyasyonun bu bölümünde maksimum güneş enerjisinden yararlanır. Bitkiler herhangi bir radyasyon türünü emdiğinde, sıcaklıkları artar.

Bitkiler, ısıyı uzun dalga radyasyonu olarak bilinen termal enerji formunda serbest bırakırlar. Tüm bitki kısımları, spektrumun bu bölümünden doğrudan veya dolaylı olarak etkilenir. Bitkilerin normal büyümesi için doğru yoğunluğa, kaliteye ve süreye sahip ışık önemlidir. Bitkiler zayıf ışık koşullarında anormallikler ve bozukluklardan muzdariptir.

Işık bitkileri aşağıdaki şekillerde etkiler:

1. Işık, fotosentezi kontrol eder. Fotosentetiklerin bitkilerin farklı kısımlarına dağılmasından sorumludur.

2. Devirme tezgahlarının üretimini ve kültürlerin kararlılığını, gücünü ve uzunluğunu etkiler.

3. Yaprakların büyüklüğünü ve kök gelişimini etkiler.

4. Kuru madde üretimini ve verimini etkiler.

Kısmen bitkiler tarafından alındığında bunlar kolayca iletilir ve onlar tarafından yansıtılır ve bu nedenle bitkiler aşırı ısıtılmaz. Radyasyonun yoğunluğu yaklaşık 2.0 2.0 dalga boyunda çok keskin bir şekilde düşer ve bitkiler etkili bir şekilde soğutulur. Bu rol bitkilerin ısı dengesinde önemlidir.

Bulutlu günlerde ultraviyole (0.2 ila 0.40µ) ve kızıl ötesi radyasyon çok azalır. Güneş enerjisi bandının diğer kısmı kısa dalga boylu, 0.40 ila 0.70µ'dir ve fotosentetik olarak aktif radyasyon (PAR) olarak adlandırılır. Dünyanın aldığı güneş enerjisi mavi-yeşil bölgede (0, 5)) zirveye sahiptir.

Görünmeyen kısa dalga boyları (0.0005µ - 0.2 to) kozmik ışınlar, röntgenler ve gama ışınları yayılan maddelerden elde edilir. Bu kısa dalgaların (en azından 0.33µ'e kadar) neredeyse tamamı atmosferin üst tabakasında atomik oksijen ve ozon tarafından emilir, bu nedenle dünyadaki yaşam devam edebilir, çünkü bu radyasyonların çok az bir kısmı tolere edilebilir. Bandın görünür kısmı, 0.40 ila 0.70µ dalga boyunda olan 'ışık' olarak adlandırılır.

Aslında güneşin görünür radyasyonunun sadece yüzde 75 ila 80'i dünya yüzeyine ulaşıyor. Güneş ışımasının bu kısmı, bitki materyalleri üretmek için bitki klorofili tarafından, sadece yüzde 20 ila 25'lik bir kullanım verimiyle kullanılır.

Bitkiler tarafından alınan güneş enerjisinin yaklaşık yüzde 10 - 20'si yansıtılır ve büyük dalga boyu enerjisi, mahsul ve çevresindeki atmosfer arasında değiştirilir. Yaprakların emilen radyasyon yükünün yaklaşık yüzde 70 - 80'i yeniden radyasyon yoluyla yayılır. Bu ısı kaybının bir kısmı, çevreleyen havanın karşılaştırmalı sıcaklığına bağlı olarak taşınım yoluyladır ve bir kısmı, terleme işlemi ile tüketilmektedir.

Tropikal bölgeler yaklaşık 1.6 ila 1.8 cal cm -2 dak -1 alır ve ılıman bölgeler yaz sezonu boyunca 1.2 ila 1.4 cal cm -2 dak -1 güneş enerjisi alır. Dünyaya ulaşırken, radyasyon, yüzey üzerindeki çeşitli nesneler ve su ile birlikte dünya yüzeyi tarafından absorbe edilir ve kısmen geri yansıtılır ve uzun dalga termal kızıl ötesi ışınlara dönüştürülür.

Güneş ışınımını alan yüzeyin tipine ve güneş ışınlarının açısına bağlı olarak, dünya yüzeyini vuran ışınların bir kısmı atmosfere geri yansır. Isıyı emen tüm nesneler de geri radyasyon olarak değişen derecelerde ısı kaybediyorlar.

Geri radyasyon, yaklaşık 10µ bir tepe değerine sahip dünyadan etkili giden radyasyondur. Bu geri radyasyonun yüzde 99'undan fazlası 4-100µ dalga boyu bandında bulunur. Genellikle karasal radyasyon denir. Bu giden radyasyon, ilgili nesnelerin sıcaklığının düşmesine neden olur. Sadece bu gelen ve giden radyasyon döngüsünün dengesi nesneleri sıcak tutar.

Bu nedenle, bitkilerin büyümesini ve gelişimini incelemek için kısa dalga radyasyonu (SWR) ve fotosentetik açıdan aktif radyasyon (PAR) bilgisi gereklidir. Güneş ışığının önemli olduğu bazı bitki büyümesi kritik aşamaları vardır; örneğin, mısır bitkisinin üçüncü ayındaki radyasyon yoğunluğu, pirinçte çiçeklenme öncesi 25 günlük süre ve arpaların çiçeklenme süresi bu bitkilerin verimi üzerinde hayati bir etkiye sahiptir.

Proje Raporu # 4. Güneş Işınımının Dağılımı:

Güneş ışını atmosferde herhangi bir girişime maruz kalmadan dünyanın yüzeyine ulaşırsa ve dünya yüzeyi radyasyonu tamamen içine çekerse, gün ışığı ve gökyüzü renkleri görmeyiz. Güneş ışığının bir kısmı, atmosferin dış sınırından yola dağılır. Saçılma, güneş ışınının her yöne dönmesi anlamına gelir ve daha kısa dalga boyları için en etkilidir.

Güneş battığında ve atmosfer bulutsuz ve tozsuz olduğunda, mavi radyasyonun yüzde 59'undan fazlası dağılırken, tüm kırmızı radyasyonlar aşağıya doğru iletilir. Gökyüzünün renginin mavi görünmesinin nedeni budur.

Gün doğumu ve gün batımı sırasında güneş ufukta olduğunda, saçılma en etkilidir, bu yüzden güneş doğarken ve günbatımında kırmızı renk görüyoruz. Radyasyonun aşağı doğru saçılması yüzde 30'dur. Daha kısa dalga boyunda yani mavi, en azından daha uzun dalga boyunda yani kırmızıdır. Daha fazla yol uzunluğu, daha fazla saçılma olacaktır.

Atmosferdeki çok ince toz veya duman bulanıklığı, parçacıklar güneş ışınını saçarken anormal bir gökyüzü görüntüsüne yol açar. Yaz mevsiminde pus, kuzeybatı Hindistan'da yaygın bir fenomendir. Isı dalgası durumunun yoğunluğunu arttırır ve ayrıca yoğun ısınmanın neden olduğu siklonik dolaşımın etkisi altında bulutların oluşması için çok sayıda yoğunlaşma çekirdeği sağlar.

Güneş ışığının dağılması nedeniyle, hava kirliliği döneminde güneş, şehirlerin üzerinde gökyüzünde donuk kırmızı bir top gibi görünebilir. Bu, Güney Kaliforniya'nın meyve yetiştiriciliği sektörü gibi bazı tarım alanlarını olumsuz yönde etkiledi.

Yol uzunluğu:

Güneş ışığına maruz kalan yeryüzü yüzeyine ulaşmak için mesafeye yol uzunluğu denir. Gökyüzünün rengi kırmızı olduğu için güneş doğarken ve güneş batarken daha fazla olur. Yol uzunluğu arttıkça, güneş enerjisinin yüzdesi daha az olacaktır, görünür aralıkta ve daha az mavinin kırmızı ışığa oranı olacaktır. Daha sonra, yüksek frekans spektrumu, düşük frekans spektrumundan uzağa yansıtılacaktır.

Yok olma katsayısı:

Olay radyasyonu enerjisi, hava ve toz parçacıklarının gazları tarafından emilmesi ve saçılması nedeniyle değişmektedir. Bu, yok olma katsayısı olarak bilinir.

Emilim:

Olay radyan enerjisinin bir maddenin moleküler yapısına geçirildiği işlemdir. Dalga boyuna bağlıdır. Daha uzun dalga boyları su buharları ve CO2 tarafından emilir.

Saçılma Çeşitleri:

Saçılma iki bölüme ayrılabilir:

Rayleigh Saçılması:

Saçılma parçacıklarının çevresi, olay radyasyonunun dalga boyunun 1 / 10'undan azsa, saçılma katsayısı, olay radyasyonunun dalga boyunun dördüncü gücü ile ters orantılıdır, yani [S α I ​​/ λ 4 ]. Bu Rayleigh saçılması olarak bilinir. Gökyüzünün mavi renginden sorumludur.

Mei Saçılma:

Saçılma parçacıklarının çevresi, olay radyasyonunun dalga boyunun otuz katından fazla ise, saçılma dalga boyundan bağımsız hale gelir, yani beyaz ışık saçılır - gökyüzünün beyaz rengi. Bu Mei saçılması olarak bilinir.

Proje Raporu # 5. Yansıma Güneş Radyasyonu:

0.7 above üzerindeki güneş ışınımı su damlacıkları, buz kristalleri, tuz ve tozdan yansır. Yansıtılan radyasyonun yaklaşık yüzde 20'si atmosfer tarafından emilir. Güneş radyasyonu temel olarak bulutlardan yansır.

Radyasyonun yaklaşık yüzde 80'i yüksek bulutlardan ve sadece yüzde 20'si kalın alçak bulutlardan yansıtılmaktadır. Yansıma, güneş ışınları dik düşerken daha fazladır. Yansıma ayrıca orta ve yüksek enlemlerde ve en az alt tropiklerde daha yüksektir.

Dünya ve Atmosfer Albedo:

Toplam güneş ışınımının bir kısmının atmosfere ve dünyaya ulaşan bir kısmının uzaya yansıdığı tahmin edilmektedir. Bunların yüzde 6'sı albedo olarak bilinen uzaya geri yansır. Albedo terimi, güneş ışınlarının yansımasını (0.3 - 4.0µ) tanımlamak için kullanılır.

Bazen albedo sadece görünür aralığın (0.4 - 0.7µ) yansımasını tanımlar. Buna dayanarak, toplam güneş spektrumu için yansıma “kısa dalga albedo”, görünür ışık için yansıma “görünür albedo” olarak adlandırılır .

Albedo mevsim ve güneş ışınlarının açısına göre değişir. Değerler kışın, gün doğumu ve gün batımı sırasında en yüksektir. Albedo ayrıca olay radyasyonunun dalga boyuna göre de değişiklik gösterir. Albedo değerleri UV kısmında düşük ve görünür kısımda daha yüksektir. Albedo'nun ana işlevi, mahsul bitkileri üzerindeki ısı yükünü azaltmaktır. Dolayısıyla, albedo, yansıyan kısa dalga radyasyonunun toplam olay kısa dalga radyasyonuna oranıdır.

Kısa dalgaları uzaya döndürmek için dört mekanizma vardır:

1. Havadaki toz, tuz ve dumandan yansıma

2. Bulutlardan yansıma

3. Yerden yansıma

4. Hava molekülleri ile yansıma

Bunlar, dünya ve atmosferin toplam albedosunu oluşturur. Albedo, alınan ışığa yansıyan ışığın oranıdır.

Doğal yüzeylerin albedo aşağıda verilmiştir:

Taze kar çok iyi bir reflektördür, ancak bitki örtüsü albedosu çok geniş bir aralıkta değildir. Çoğu ürün, güneş ışınlarının yaklaşık% 15-25'ini yansıtır. Albedo mevsime, günün saatine (güneşin doğması) ve zemin örtüsünün niteliğine göre değişir.

Düşük güneş yüksekliğinde, mahsul radyasyona karşı pürüzsüz ve düz bir yüzey olarak görünür ve kanopi daha az tuzaklanır. Böylece albedo daha yüksek değere sahiptir. Güneşin yükselmesi arttıkça, albedo güneş öğle saatlerinde minimum seviyeye ulaşır, çünkü radyasyon normal olarak ürün yüzeyinde meydana gelir ve derin gölgeliklere nüfuz eder.

Bir bitki örtüsü kürsüsünün albedo, tek tek yapraklarının değerinden daha düşüktür. Albedo sadece bileşen yüzeyinin nispi özelliklerine değil, aynı zamanda standa ve mimariye de bağlıdır.

Bitkinin mimarisi ve mahsul geometrisi, stand içindeki penetrasyon, radyasyon yakalama ve karşılıklı gölgeleme miktarını kontrol eder. Çoğu yaprak yaklaşık 0.30'luk bir albedoya sahip olmakla birlikte, bitkilerin ve diğer bitki örtüsünün albedoları daha azdır ve bir miktar bitkinin yüksekliğinin bir işlevidir. Albedo, mahsulün yüksekliği ile azalır.

Proje Raporu # 6. Güneş Radyasyonunun Emilimi:

Gelen güneş ışınımının yüzde 100 olmasına izin verin. Bu miktarın yaklaşık yüzde 7'si atmosferdeki katı parçacıklardan ve yüzde 24'ü bulutlardan yansır. Troposferdeki ozon, gelen radyasyonun yüzde 3'ünü emer.

Su buharı, CO2, düşük atmosferdeki toz ve bulutlar, yaklaşık yüzde 19 oranında emer. Dengede yüzde 47, zemin yüzeyinden emilir. Bu, yüzeyin güneş enerjisinin birincil emici olduğunu göstermektedir. Böylece, troposfer yerden ısıtılır.

Atmosfer, güneş ışımasının yaklaşık% 17'sini emer. Güneş ışınlarını emen gazlar oksijen, ozon, karbondioksit ve su buharlarıdır.

Dalga boyu 0.33µ'den az olan tüm ultraviyole radyasyonun üst atmosferdeki oksijen atomları ve ozon tarafından tamamen emildiği gözlenmiştir. Bu, dünyadaki yaşam için çok büyük öneme sahiptir çünkü UV radyasyonunu sadece dakika miktarlarında tolere edebiliriz. Aşırı miktarda ultraviyole radyasyon yaşam için zararlıdır.

Proje Raporu # 7. Yer-Atmosfer Sisteminde Güneş Işınlaması:

Dünya tarafından yakalanan güneş ışınımı enerji kaynaklı işlemler tarafından absorbe edilir veya saçılma ve yansıma ile uzaya geri döndürülür.

Aşağıdaki denklemden verilir (Rose, 1966).

Q S = C r + A r + C a + A a + (Q + q) (la) + (Q + q) a

Nerede, C r = Bulutlarla uzaya geri yansıtma ve saçılma

A r = Hava, toz ve su ile uzaya geri yansıma ve saçılma

(Q + q) a = Dünyadan yansıma, Q'nun doğrudan ışın olduğu yerde, q yeryüzünde yayılan güneş ışınımı olayı ve 'a' albedo

C a = Bulutlarla absorpsiyon

A a = Hava, toz ve su buharı ile emme

(Q + q) (la) = Dünya yüzeyinden absorpsiyon

Atmosferin tepesinde güneş ışınımı olayı (Q s ) = 263 Kly

Yansıma:

Bulutlardan yansıyan (C r ) = = 63 Kly (% 24)

Hava, toz ve su buharı ile yansıyan (A r ) = = 15 Kly (% 6)

Atmosfer tarafından yansıyan toplam (C r + A r ) = = 78 Kly (% 30)

Dünya yüzeyinden yansıma (Q + q) a = = 16 Kly (% 6)

Dünya-atmosfer sisteminden toplam yansıma = = 94 Kly (% 36)

Emilim:

Bulutlardan absorbe etme (C a ) = = 7 Kly (% 3)

Hava, toz ve su buharı ile absorpsiyon (A a ) = = 38 Kly (% 14)

Atmosfer tarafından toplam emilim (C a + A a ) = = 45 Kly (% 17)

Toprak yüzeyinden emilir (Q + q) (1 - a) = 124 Kly (% 47)

Yeryüzü atmosfer sistemi tarafından absorbe edilen toplam = 169 Kly (% 64)

Atmosferin yansıttığı toplam radyasyon 78 Kly (kilo langley) veya yüzde 30'dur ve dünya atmosfer sistemini oluşturan toplam yansıma 94 Kly yani yüzde 36'dır. Benzer şekilde, dünya-atmosfer sisteminin toplam absorpsiyonu 169 Kly'dir, yani bunların% 64'ü bunların% 45'i veya% 17'si atmosfer tarafından absorbe edilir ve% 124'ü Kly veya% 47'si dünya tarafından absorbe edilir. Dolayısıyla, toplam olay radyasyonundan yüzde 36'sı yansıtılır ve yüzde 64'ü dünya-atmosfer sistemi tarafından emilir.

Proje Raporu # 8. Tarımsal Ürünlerde Güneş Enerjisi Kullanımı:

Güneş enerjisinin iki temel işlevi vardır. Bitkilerin çeşitli büyüme ve gelişme fonksiyonlarına ışık sağlar. Ayrıca çeşitli fizyolojik eylemler için termal enerji sağlar. Güneş enerjisi, radyasyon enerjisi birimleri cinsinden ifade edilir.

Mahsul büyümesi güneş enerjisinden iki şekilde etkilenir. Ekinlerin fizyolojik fonksiyonları için termal ortam sağlar. Ayrıca fotosentez için hafif bir ortam sağlar. Güneş, dünya yüzeyinde meydana gelen tüm işlemler için ana enerji kaynağıdır. Radyasyonun bir kısmı da gökten ve çevreden alınabilir.

Bitki kısımları belli miktarda gelen güneş ışımasını emer, oysa bir kısmı yansıtılır ve istirahat yere iletilir. Bitkiler ayrıca emilen ısıyı yeniden radyasyon, taşınım, iletme ve transpirasyon şeklinde yeniden dağıtır. Bu mekanizmalar termal ortamı ölümcül sınırların altında tutmada önemli bir rol oynamaktadır.

Net güneş ışınımının dışında, fotosentez işleminde kimyasal enerji olarak küçük bir kısım, diğer kısmı ise mahsul ve toprakta ısı olarak depolanır. Evapotranspirasyonun büyüklüğü, mahsul ortamında mevcut ısı enerjisine bağlıdır.

Sonunda yeryüzünün aldığı radyasyondan su ve bitkiler daha fazla emerken, çıplak toprak yüzeyi daha az emer. Bütün bu yüzeyler ayrıca emilen enerjinin bir kısmını da kaybederler. Su ve bitkiler çok fazla enerjiyi emerler, ancak suyun yüzeylerinden buharlaşması için kullanılan enerjiden dolayı fazla ısınmazlar.

Enerji kaybı, çıplak kuru yüzeye kıyasla su ve bitkilerden çok daha fazladır. Böylece daha az ısı alan çıplak kuru toprak yüzeyi hızla ısınır. Bu nedenle su ve bitki örtüsü ile kaplı yüzeyler aşırı ısınmaya veya soğutmaya maruz kalmaz.

Sürülmüş tarlalar, alınan enerjinin yüzde 75 - 90'ını emer ve bu nedenle daha fazla ısı etkisine sahiptir. Absorpsiyon ve yansımadaki bu farklılıklar bölgesel makroda farklılıklar yaratır, örneğin sıcaklık ve nemdeki farklılıklar nedeniyle mikroiklimat oluşturur; örneğin, karık dikilen ürün sıraları, sırt dikilen ürün sıralarından daha düşük toprak sıcaklıklarına sahiptir.

Güneş ışınımı fotosentez için vazgeçilmez olduğu için bitkiler için çok önemlidir. Evapotranspirasyon yoluyla mikro iklimi ve su kaybını etkiler. Tek bir yaprak düşünürsek, yeterli ışık bulunmasa bile ışıkla doygun hale gelir.

Bir tarladaki yaprakların ve sapların düzenlenmesi, bitkilerin iç ve alt kısımlarının önemli bir kısmının her zaman ışığın kısa olacağı şekildedir. Bu nedenle, mahsul gölgesinde güneş ışınımının dağılımı ile mahsul üretimi arasındaki ilişki çok önemlidir.

Kırpma kanopinin içindeki radyasyonun dağılımı şunlara bağlıdır:

1. Yaprakların geçirgenliği

2. Yaprakların düzenlenmesi ve yaprak eğimi

3. Bitki yoğunluğu

4. Bitki yüksekliği

5. güneşin açısı

Yaprakların Geçirgenliği:

1. Aktarılabilirlik, yaprak döken ağaçların, bitkilerin ve otların yapraklarında yüzde 5-10 arasında, yaprak dökmeyen bitkilerin geniş yapraklarında ise yüzde 2-8 arasında değişmektedir. Su bitkilerinin yüzen yaprakları durumunda, yüzde 4 - 8 arasında değişmektedir.

2. Yaşla birlikte değişir, genç yapraklar için yüksek, vade sonunda düşer ve yapraklar sararınca tekrar artar.

3. Geçirgenliğin klorofil içeriği ile doğrudan ilişkisi vardır, klorofil içeriğinin artmasıyla logaritmik olarak azalır.

4. Tüm yapraklar yatay olarak düzenlenmemiş. Bazıları dikey, bazıları sarkıyor. Fiili ışık gradyanı, mahsul gölgesinde daha az diktir.

Yaprak Düzenlemesi:

1. Sürekli katmanlar halinde yatay olarak düzenlenmiş yapraklar yüzde 10'luk radyasyon yayar, yeşil banttaki ışığın sadece yüzde 1'i ikinci katmana nüfuz edebilir. Ancak yatay yapraklar nadiren bulunur.

2. Yatay ve dik yapraklar arasında 1: 0.44 oranında ışık tutulur.

3. Yaprak alanı zemine eşit olduğunda, daha fazla dik yaprak için% 74'e kıyasla yatay yapraklarda geçirgenlik yüzde 50'dir.

Yaprak Eğimi:

1. Güneş radyasyonu hafta olduğunda, yaprakların yataydan ayrılması net fotosentezi azaltır.

2. Tam güneş ışığında, ışığın verimli kullanımı için optimum eğim açısı 81 ° 'dir.

3. Tam güneş ışığında, bu açıda yerleştirilen bir yaprak, yatay yaprak ile karşılaştırıldığında güneş ışığının kullanımında dört buçuk kat daha verimlidir.

Bitki yoğunluğu:

Bitki kanopisinin ideal bir düzenlemesinde, düzenleme şöyle olmalıdır:

1. Yaprakların% 13'ünün yatay olarak 0-30 ° açıyla olması gerekir

2. Yaprakların orta 37% 'si yatay olarak 30-60 ° açıya sahip olmalıdır

3. Yaprakların% 50'sinin üstü yatay olarak 60-90 ° açılı olmalıdır.

Zayıf ışık yoğunluğunda asimilasyon oranı yönelimden bağımsızdır. Ancak ışık yoğunluğu arttıkça, yatay yapraklar ışığı kullanmada daha az etkilidir.

Bitki boyu:

Genç bitkilerde ışığın yakalanma yüzdesi küçüktür ve bitkilerin boyu arttıkça artar.

Güneş açısı:

Güneş radyasyonu güneş açısına bağlıdır. Sabah ve akşam saatlerinde öğlen en az, en yüksek saattir.

Bitki Topluluğuna Hafif Penetrasyon:

Net radyasyonun ürün standına girişi yaprak düzenine ve bitki yoğunluğuna bağlıdır. Yaprak alanı indeksi cinsinden ifade edilebilir. Radyasyon, ürün gölgesinin çeşitli katmanlarından geçer. Bu süreçte, artan radyasyon miktarı ile olay radyasyon üssel olarak azalmaktadır. Bitki kanopisindeki radyasyon profilini belirlemek için birkaç denklem ileri sürülmüştür.

Lambert Beer'in neslinin tükenmesi kanunu Monsi ve Saeld (1953) tarafından değiştirildi.

Bu kanuna göre:

I = l 0 e- kF

Nerede, I = Ürünün herhangi bir yüksekliğinde ışık olayı

I 0 = En üstte ışık olayı

k = Söndürme katsayısı

F = Yaprak alanı endeksi üstten üstten istenen yüksekliklere

e = Doğal logaritmanın tabanı (2.7183)

Monsi-Saeki modeli, bitki topluluğunun homojen bir ortam olduğunu varsayar. Tüm ışık, yaprak tarafından emilir.

Yok olma katsayısı:

Soyu tükenme katsayısı, belirli bir yaprak alanı indeksi için mahsul kanopi içindeki ışığın zayıflama derecesi olarak tanımlanabilir. Ayrıca, yapraklardan geçen ışık kaybının, tepedeki ışığa olan oranı olarak da tanımlanabilir.

Sönme Katsayısındaki Değişim:

Soy tükenme katsayısı, yaprakların oryantasyonuna göre değişir. Yaprakların dik olduğu tarlada 0, 3 ila 0, 5 ve yaprakların yatay olduğu geniş yaprak ayağında 0, 7 ila 1, 0 arasındadır, örneğin ayçiçeği. Bu gibi durumlarda, yarı yükseklikte, 2/3 ila 3/4 olay ışığı emilir. Kalın ormanlar söz konusu olduğunda ışığın çoğu yeşillik içinde emilir, çok az radyasyon yere ulaşır.

Monteith denklemi:

Monteith (1965), kanopinin içindeki radyasyonu veya ışık yoğunluğunu ifade eden bir denklem önermiştir.

Denklem, formun binom bir ifadesidir:

I = [S + (IS) τ] F I 0 .

Burada, I 0 = Kanopinin tepesindeki ışık olayının yoğunluğu

I = Gölgelikte belirli bir yükseklikte ışığın yoğunluğu

S = Kesintisiz bir birim yaprak alanından geçen ışığın kesiti

τ = Yaprak iletim katsayısı

F = Yaprak alanı endeksi

Monteith, yatay yapraklı ürünler (yonca) bulunan ürünler için 0, 4 ila dikey yapraklı ürünler (hububat, ot) için 0, 8 arasında değişen değerler verdi. Τ'nin küçük bir kesir olduğu ve S> 0.4 olduğu için, güneş parladığında, bir ürün kanopasına nüfuz eden güneş ışınımının çoğunun, güneş parladığında, toprak yüzeyinin SF fraksiyonunu kapsayan güneş lekeleri şeklinde göründüğü gözlendi. .

S = 0.4 olan bir mahsulün altında, yaprak alanı 4'ü aştığında göreceli güneş lekelerinin% 3'ten daha az olduğu, ancak S = 0.8 olan bir tahıl için, güneş lekelerinin F = 4 ve 17'de yüzde 41 olduğu % 8 F = 8'de. Tahıllar tarafından iletilen ışık yabani otların gelişmesine izin verir, ancak tahıl hasat edildiğinde gelişen ikinci bir ekin ekiminden faydalanabilir.

Her ne kadar Beer'in yasası ve Monteith'in denklemi, ürün gölgelikindeki radyasyon dağılımını tarif etmede çok doğrudur. Ancak ekin gölgesinde yaprak alanı endekslerinin farklı yüksekliklerde belirlenmesi zordur.

Ekin Gölgelik İçindeki Aktarım Sonrası Değişen Spektral Kompozisyon:

Yapraklardan geçen radyasyon, kızıl ötesi ve yeşil ışığın bazı kısımlarından oluşur. Kompozisyonun gerçek değişimi, yapraklardan iletilen ışığın ve güneş lekeleri olarak bilinen bitki alanları arasında geçen ışığın miktarına bağlıdır.

Stanhill (1962), uzun alfa-alfa mahsulünde, toplam radyasyonun yaklaşık yüzde 30'unun zemin yüzeyine ışık için yüzde 20'ye ulaştığını tespit etmiştir. Yocum (1964), uzun bir mısır ekininde, zemin seviyesindeki ortalama bulaşma oranının görünür spektrumda yüzde 5 ila 10 ve yakın kızılötesi içinde yüzde 30 ila 40 arasında olduğunu bildirmiştir.

Ürüne giren olay radyasyonunun yüzdesi, güneşin açısıyla belirgin bir şekilde değişir. En yüksek değerler genellikle öğle saatlerinde bulunur ve göreceli olarak yüksek değerler gün doğumundan hemen sonra ve gün batımından hemen sonra da kaydedilir. Sabah erken ve öğleden sonra değerleri arasında bulunan yüksek değerler, dağınık ışığın daha yüksek bir oranına bağlanır.

Radyasyonun yaklaşık% 3'ü yeşil yüzeyde toprak yüzeyine, ürün bölümünde ise IR kısmında% 8'e ulaşır. Her yansıma ve iletimin ardından, kırmızı ve kızıl ötesi radyasyon diğer dalga boylarına göre artar. Ekin gölgeliğinin iç kısmında, klorofil emme bandında 0.55u ve 0.65u'da ışığın göreceli olarak daha fazla azalması vardır. 0.45µ de yeşilde nispeten küçük bir azalma ve 0.80µ de kızılötesidir.