الخميس، 13 أكتوبر، 2016

اهمية ضوء طاقة الشمس


الضوء 
تعتبر الشمس مصدرا للطاقة الكلية للارض تقريبا . وتستلم الطاقة الاشعاعية على هيأة موجات كهرومغناطيسية Electromagnetic مختلفة الاطوال تتراوح بين 290-5000 مليمايكرون ضمنها الضوء المرئي . فالضوء اذن هو الجزء من الطاقة الاشعاعية المنتقلة بموجات كهرومغناطيسية مرئية وبطول يتراوح بين 390-760 مليمايكرون .

ان امتصاص ضوء الشمس يختلف حسب نوعية السطح فالتربة المغطاة بالثلج على سبيل المثال تمتص حوالي 25% من الكمية التي تصل الى سطح الارض . وتمتص الاعشاب 80-90% وقد تصل الى 95% في الغابات الكثيفة في حين تمتص المسطحات المائية بنسبة تتراوح بين 60-96% من اشعة الشمس حسب الزاوية الساقطة . وتمتص الرمال الجافة 75% والحقول الزراعية المحروثة بين 70-95% .

ويشمل الاشعاع الشمسي الامواج الاكثر طولا (750 مليمايكرون فاطول) كالاشعة تحت الحمراء Infra red التي لاترى بالعين المجردة ، لكن الانسان يحس بها كاشعة حرارية ، وكلما طالت الموجة كان تأثيرها الحراري اكثر . وهذه الاشعة لها اهميتها في التاثير على الهرمونات المحددة للانبات واستجابة النبات لطول الفترة الضوئية . كما يشمل الاشعة فوق البنفسج  violet  380 ) Ultraمليمايكرون) التي تعتبر ذات تاثير مهلك لخلايا الكائنات الحية ، وتصل كمياتها الى الضعف في المرتفعات العالية في الجبال (4000متر) مقارنة مع مستوى سطح البحر مما يجعلها ذات اهمية خاصة في بيئات قمم الجبال الشاهقة . ويمتص معظم هذه الاشاعات وغيرها قصيرة الموجة في منطقة الاوزون التي تبعد حوالي(10) كيلومترات في طبقات الجو العليا . هذه الاشعة قصيرة جدا لاترى من قبل العين البشرية ولاتحتاجها النباتات في نموها وليست مضرة لها لوجودها بنسب ضئيلة جدا على سطح الكرة الارضية وتقدر بحوالي 1% من مجموع الاشعة الشمسية .

هناك بعض الاشاعات ذات الطاقة العالية تدخل محيط الكرة الارضية من خارج المجموعة الشمسية لاتسهم كثيرا في سريان الطاقة في المحيط الحيوي لكنه لها تاثيرات بايولوجية من خلال تاثيرات بايولوجية من خلال تاثيرها التايني على تركيب الصبغيات (chromosomes) وهذه تسمى بالاشعة الكونية Cosmic radiation .

كما ان هناك اشعاعات اخرى تسببها بعض الصخور المشعة والغبار الذري المتساقط ومنابع المياه المعدنية والبراكين توجد في مواقع معينة يطلق عليها الاشعة المحلية Local radiation . فضلا عن وجود انواع اخرى من الاشعاعات تتواجد بنسب ضئيلة بالمقارنة ، وتلاحظ في طبقات الجو العليا كالاشعة السينية (X- ray) التي يمتص معظمها من قبل الغزات في طبقات الجو العليا .

ويطلق على الضوء بالاشعاع المرئي Visible radiation كونه يرى بالعين البشرية المجردة والذي هو جزء من الاشعاع الشمسي الذي يصل سطح الارض . ويعد الضوء من العوامل المهمة في النظام البيئي من خلال تأثيره على حرارة المحيط الجوي Biosphere فضلا عن استغلاله كطاقة اساسية للكائنات الحية بوصفه مصدرا للطاقة الضوئية Light energy لعملية البناء الضوئي Photosynthesis . ويضم الضوء مجموعة الوان عند مروره بموشور زجاجي لكن هذه الالوان لاتستخدم جميعها في عملية البناء الضوئي . فاللون الاخضر ينعكس او ينفذ خلال الاوراق النباتية الخضراء ولايمتص منه الا قليلا بينما تمتص الموجات الحمراء والزرقاء من قبل الصبغات النباتية المسؤولة في تلك العملية كاليخضور (الكلوروفيل) والكاروتينات والفايكوبلينات وغيرها وتتفاوت نسب امتصاصها حسب الانواع النباتية وعمر الورقة وامور اخرى . وتقوم هذه  الصبغات بتحويل الطاقة الضوئية الى طاقة كيمياوية تسهم في تثبيت غاز ثنائي اوكسيد الكاربون على شكل مادة عضوية تستخدمها بعدئذ الحيوانات التي تتغذى على هذه النباتات كمصدر للطاقة .



ويصل سطح الارض كميات كبيرة من الطاقة الضوئية تفوق قابلية استغلال الكائنات الحية . فالنباتات الخضر الكائنات الوحيدة التي تستطيع امتصاص هذه الطاقة الضوئية المتاحة .وعلى هذا الاساس تعد النباتات كائنات حية ذاتية التغذية Autotrophic تعتمد على الطاقة الضوئية اعتمادا كبيرا في نموها وازدهارها . وقد يكون الضوء عاملا محددا لنمو النباتات كما يحدث في النباتات النامية على تربة الغابات كالحشائش او النباتات التي تغطى بطبقة من الثلوج تحجب عنها الضوء او الهائمات النباتية المتواجدة في مسطح مائي مغطى بطبقة عازلة للضوء كالنفط ومخلفاته التي تعد احدى انواع الملوثات في النظام البيئي المائي . 

للضوء اهميته للكائنات الحية اساسا لسببين مختلفين الاول هو انه يستخدم محفزا للتواقت اليومي او الفصلي لكل من النباتات والحيوانات . فالحيوانات الصحراوية الناشطة في الليل على سبيل المثال تستخدم الضوء كمنبه لدورات انشطتها . وتكون مواسم التكاثر لعدد من النباتات والحيوانات مرتبطة بتغيرات طول النهار . ان دراسة تأثير الموسم لطول النهار على الاستجابات الفسيولوجية تدعى التواقت الضوئي photoperiodism التي سلط عليها الضوء في الدراسات البيئية الفسيولوجية . والسبب الرئيس الاخر هو اهميته في عملية البناء الضوئي .

وفي البيئة المائية تحتاج المنتجات producers كالهائمات النباتية phytoplankton الى الضوء لاكمال عملية البناء الضوئي وتصنيع المادة العضوية التي تشكل القاعدة الاساسية للهرم الغذائي التي تعتمد عليه بقية المستويات الاغتذائية Trophical levels . لذا تكون دراسة الضوء واختراقه لعمود الماء ذو اهمية في تحديد نمو تلك المنتجات لاي مسطح مائي وبالتالي الاحياء المائية الاخرى .

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق