ضوء الشمس

الشمس كما تُرى من مدار أرضي منخفض يُطل على محطة الفضاء الدولية . لا يتم ترشيح ضوء الشمس هذا بواسطة الغلاف الجوي السفلي، الذي يحجب جزءًا كبيرًا من الطيف الشمسي.
أشعة الشمس تُشرق على جانبين مختلفين من ولاية نيوجيرسي الأمريكية . شروق الشمس على شاطئ جيرسي في سبرينغ ليك ، مقاطعة مونموث (أعلاه)، وغروبها على شاطئ سانست بيتش ، مقاطعة كيب ماي (أدناه). يُحجب كلا المشهدين عبر سحب الستراتوس العالية .
شروق الشمس فوق خليج المكسيك وفلوريدا . تم التقاطها في 20 أكتوبر 1968 من أبولو 7 .

ضوء الشمس هو جزء من الإشعاع الكهرومغناطيسي المنبعث من الشمس (أي الإشعاع الشمسي) والذي تستقبله الأرض ، وتحديدًا الضوء المرئي الذي تراه العين البشرية ، بالإضافة إلى الأشعة تحت الحمراء غير المرئية (التي يدركها الإنسان عادةً على أنها دفء) والأشعة فوق البنفسجية (التي قد تُسبب آثارًا فسيولوجية مثل حروق الشمس ). ومع ذلك، ووفقًا للجمعية الأمريكية للأرصاد الجوية ، توجد "اتفاقيات متضاربة حول ما إذا كان يُشار إلى الأنواع الثلاثة جميعها باسم الضوء، أو ما إذا كان ينبغي تطبيق هذا المصطلح فقط على الجزء المرئي من الطيف". [ 1 ]

عند وصول ضوء الشمس إلى الأرض، يتشتت ويتخلل الغلاف الجوي، فيتحول إلى ضوء النهار عندما تكون الشمس فوق الأفق . وعندما لا تحجب الغيوم الإشعاع الشمسي المباشر ، يُرى كضوء الشمس ، وهو مزيج من الضوء الساطع والحرارة الإشعاعية (الجوية). أما عند حجبه بالغيوم أو انعكاسه عن الأجسام الأخرى ، فينتشر ضوء الشمس. وتشير التقديرات إلى أن متوسط ​​الإشعاع الشمسي العالمي يتراوح بين 164 و340 واط لكل متر مربع على مدار 24 ساعة؛ [2] وتقدر وكالة ناسا هذا الرقم بنحو ربع متوسط ​​إجمالي الإشعاع الشمسي على سطح الأرض .

يستغرق ضوء الشمس حوالي 8.3  دقائق للوصول إلى الأرض من سطح الشمس. [ 4 ] أما الفوتون الذي ينطلق من مركز الشمس ويغير اتجاهه كلما اصطدم بجسيم مشحون، فسيستغرق ما بين 10,000 و170,000 سنة للوصول إلى سطحها. [ 5 ] يُعد ضوء الشمس عاملاً أساسياً في عملية التمثيل الضوئي ، وهي العملية التي تستخدمها النباتات والكائنات الحية ذاتية التغذية الأخرى لتحويل الطاقة الضوئية ، القادمة عادةً من الشمس، إلى طاقة كيميائية تُستخدم في تصنيع الكربوهيدرات وتغذية أنشطة الكائنات الحية. وللأشعة فوق البنفسجية في ضوء الشمس آثار صحية إيجابية وسلبية، فهي ضرورية لتصنيع فيتامين د وفي الوقت نفسه تُسبب طفرات جينية .

الإضاءة الطبيعية هي الإضاءة التي تُدخل ضوء الشمس إلى المساحات الداخلية. أما الإشعاع الشمسي فهو معدل الطاقة الشمسية التي تتلقاها وحدة المساحة من ضوء الشمس.

رسم بياني يوضح سعة المجال الكهربائي لضوء الشمس والإشعاع الشمسي بناءً على المسافة من الشمس. تبلغ سعة المجال الكهربائي عند وحدة فلكية واحدة (149.6 مليون كيلومتر) حوالي 1013 فولت/متر. 

قياس

يستطيع الباحثون قياس شدة ضوء الشمس باستخدام مسجل سطوع الشمس ، أو مقياس الإشعاع الشمسي ، أو مقياس الإشعاع الشمسي المباشر . ولحساب كمية ضوء الشمس التي تصل إلى سطح الأرض، يجب مراعاة كل من انحراف مدار الأرض الإهليلجي وتوهينه بفعل الغلاف الجوي للأرض . ويُعطى سطوع الشمس خارج الغلاف الجوي ( E ext )، المصحح لمدار الأرض الإهليلجي باستخدام رقم اليوم من السنة (dn)، بتقريب جيد وفقًا للمعادلة [ 6 ].

هـهـxت=هـsج(1+0.033412كوس(2πدن-3365))،{\displaystyle E_{\rm {ext}}=E_{\rm {sc}}\cdot \left(1+0.033412\cdot \cos \left(2\pi {\frac {{\rm {dn}}-3}{365}}\right)\right),}

حيث dn=1 في 1 يناير؛ dn=32 في 1 فبراير؛ dn=59 في 1 مارس (باستثناء السنوات الكبيسة، حيث dn=60)، وهكذا. في هذه الصيغة، يُستخدم dn–3، لأن أقرب نقطة للأرض من الشمس، وبالتالي أقصى قيمة للمجال الكهربائي الخارجي (E ext) ، تحدث في العصر الحديث حوالي 3 يناير من كل عام. تُحدد قيمة 0.033412 بمعرفة أن النسبة بين  مربع الحضيض (0.98328989 وحدة فلكية) ومربع الأوج (1.01671033  وحدة فلكية) يجب أن تكون تقريبًا 0.935338.

ثابت الإضاءة الشمسية ( Esc ) يساوي 128 × 10³ لوكس . أما الإضاءة العمودية المباشرة ( Edn ) ، بعد تصحيحها لتأثيرات التوهين في الغلاف الجوي، فتُعطى بالمعادلة التالية : 

هـدن=هـهـxتهـ-جم،{\displaystyle E_{\rm {dn}}=E_{\rm {ext}}\,e^{-cm},}

حيث يمثل c معامل التوهين الجوي، و m يمثل الكتلة الهوائية البصرية النسبية . ويؤدي التوهين الجوي إلى خفض عدد اللوكس إلى حوالي 100,000 لوكس.

تعتمد كمية الطاقة الإجمالية التي تصل إلى سطح الأرض من الشمس عند سمت الرأس على المسافة إلى الشمس، وبالتالي على وقت السنة. وهي أعلى بنسبة 3.3% تقريبًا من المتوسط ​​في يناير، وأقل بنسبة 3.3% في يوليو (انظر أدناه). إذا كان الإشعاع الشمسي خارج الغلاف الجوي 1367 واط لكل متر مربع (القيمة عندما تكون المسافة بين الأرض والشمس وحدة فلكية واحدة )، فإن ضوء الشمس المباشر على سطح الأرض عندما تكون الشمس في سمت الرأس يبلغ حوالي 1050 واط/م² ، بينما تبلغ الكمية الإجمالية (المباشرة وغير المباشرة من الغلاف الجوي) التي تصل إلى الأرض حوالي 1120 واط/م² . [ 7 ] من حيث الطاقة، يتكون ضوء الشمس على سطح الأرض من حوالي 52 إلى 55% من الأشعة تحت الحمراء (أعلى من 700 نانومتر )، و42 إلى 43% من الضوء المرئي (من 400 إلى 700  نانومتر)، و3 إلى 5% من الأشعة فوق البنفسجية (أقل من 400  نانومتر). [ 8 ] في أعلى الغلاف الجوي، تكون أشعة الشمس أكثر كثافة بنسبة 30% تقريبًا، وتحتوي على حوالي 8% من الأشعة فوق البنفسجية (UV)، [ 9 ] ومعظم الأشعة فوق البنفسجية الزائدة تتكون من أشعة فوق بنفسجية قصيرة الموجة ضارة بيولوجيًا. [ 10 ]

تبلغ كفاءة الإضاءة لأشعة الشمس المباشرة حوالي 93 لومن لكل واط من التدفق الإشعاعي . وهذا أعلى من كفاءة الإضاءة الاصطناعية ( باستثناء مصابيح LED ) ، مما يعني أن استخدام ضوء الشمس للإضاءة يُسخّن الغرفة بدرجة أقل من الإضاءة الفلورية أو المتوهجة.وبضرب قيمة 1050 واط لكل متر مربع في 93 لومن لكل واط، يتضح أن ضوء الشمس الساطع يُوفّر إضاءة تُقارب 98000 لوكس ( لومن لكل متر مربع) على سطح عمودي عند مستوى سطح البحر. أما إضاءة السطح الأفقي فستكون أقل بكثير من ذلك إذا لم تكن الشمس مرتفعة جدًا في السماء. وبحساب متوسط ​​الإضاءة على مدار اليوم، نجد أن أعلى كمية من ضوء الشمس على سطح أفقي تحدث في شهر يناير عند القطب الجنوبي (انظر الإشعاع الشمسي ). 

بقسمة الإشعاع الشمسي البالغ 1050  واط/م² على مساحة قرص الشمس بالستراديان، نحصل على متوسط ​​إشعاع قدره 15.4  ميغاواط لكل متر مربع لكل ستراديان. (مع ذلك، يكون الإشعاع في مركز قرص الشمس أعلى قليلاً من المتوسط ​​على كامل القرص بسبب ظاهرة التعتيم الطرفي ). بضرب هذا الرقم في π، نحصل على الحد الأعلى للإشعاع الذي يمكن تركيزه على سطح باستخدام المرايا: 48.5  ميغاواط/ م² . [ 11 ]

التكوين والقوة

مقارنة الطيف الشمسي بالجسم الأسود عند درجة حرارة 5775  كلفن

يمكن مقارنة طيف الإشعاع الشمسي بطيف جسم أسود [ 12 ] [ 13 ] تبلغ درجة حرارته حوالي 5800 كلفن [ 14 ] (انظر الرسم البياني). تُصدر الشمس إشعاعًا كهرومغناطيسيًا عبر معظم الطيف الكهرومغناطيسي . على الرغم من أن الإشعاع المتولد في لب الشمس يتكون في معظمه من أشعة سينية ، إلا أن الامتصاص الداخلي والتوازن الحراري يحولان هذه الفوتونات فائقة الطاقة إلى فوتونات ذات طاقة أقل قبل وصولها إلى سطح الشمس وانبعاثها إلى الفضاء. ونتيجة لذلك، لا يُصدر الغلاف الضوئي للشمس الكثير من الأشعة السينية ( الأشعة السينية الشمسية )، على الرغم من أنه يُصدر إشعاعات قوية مثل الأشعة السينية وحتى أشعة غاما أثناء التوهجات الشمسية . [ 15 ] تُصدر الشمس الهادئة (غير المتوهجة)، بما في ذلك هالتها ، نطاقًا واسعًا من الأطوال الموجية: الأشعة السينية ، والأشعة فوق البنفسجية ، والضوء المرئي ، والأشعة تحت الحمراء ، وموجات الراديو . [ 16 ] تختلف درجات الحرارة باختلاف الأعماق في الغلاف الضوئي، وهذا يفسر جزئياً الانحرافات عن طيف الجسم الأسود. [ 17 ] 

يوجد أيضًا تدفق لأشعة غاما من الشمس الهادئة، يخضع لقانون القوة بين 0.5 و2.6 تيرا إلكترون فولت . بعض أشعة غاما ناتجة عن تفاعل الأشعة الكونية مع الغلاف الجوي الشمسي، لكن هذا لا يفسر هذه النتائج. [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]

إن البصمة المباشرة الوحيدة للعمليات النووية في قلب الشمس هي من خلال النيوترينوات ذات التفاعل الضعيف للغاية .

الإشعاع الطيفي الشمسي (واط لكل متر مربع لكل نانومتر) فوق الغلاف الجوي (باللون الأصفر) وعلى سطح الشمس (باللون الأحمر). تُنتَج الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية الشديدة (يسار نطاق الطول الموجي)، لكنها تُشكّل كميات ضئيلة جدًا من إجمالي طاقة الشمس (المساحة تحت المنحنى).
التوزيع الطيفي لضوء الشمس. تعكس المنحنيات المختلفة ثلاث طرق متساوية في صحتها لوصف ضوء الشمس نفسه. لهذه المنحنيات قمم عند أطوال موجية مختلفة، مما يدل على أن فكرة وجود موقع تُصدر فيه "ذروة" كمية ضوء الشمس ليست ذات معنى، وليست سمة من سمات الضوء نفسه (بل هي مجرد نتاج لكيفية تمثيل الطيف). توفر النسب المئوية طريقة للتفكير في توزيع الطاقة مستقلة عن طريقة التمثيل. يرتبط 50% من الإشعاع الشمسي بأطوال موجية أقل من 711 نانومتر تقريبًا (استنادًا إلى تقريب ضوء الشمس بانبعاثات جسم أسود عند درجة حرارة 5775 كلفن).

على الرغم من أن الهالة الشمسية مصدرٌ للأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية الشديدة ، فإن هذه الأشعة لا تُشكّل سوى نسبة ضئيلة جدًا من إجمالي طاقة الشمس (انظر الطيف على اليمين). يمتد طيف جميع الإشعاعات الكهرومغناطيسية الشمسية التي تصطدم بالغلاف الجوي للأرض تقريبًا (حوالي 98.7%) على نطاق يتراوح بين 200 نانومتر و4000 نانومتر. [ 21 ] ويمكن تقسيم هذا النطاق من طاقة الإشعاع الكبيرة إلى خمس مناطق بترتيب تصاعدي للأطوال الموجية : [ 22 ]

  • الأشعة فوق البنفسجية من النوع  C (UVC)، والتي تمتد على مدى يتراوح بين 100 و280  نانومتر. يشير مصطلح "فوق بنفسجي" إلى أن تردد هذا الإشعاع أعلى من تردد الضوء البنفسجي (وبالتالي، فهو غير مرئي للعين البشرية ). وبسبب امتصاص الغلاف الجوي، لا يصل إلا القليل منه إلى سطح الأرض . يتميز هذا الطيف الإشعاعي بخصائص مبيدة للجراثيم ، كما هو الحال في المصابيح المبيدة للجراثيم .
  • يمتد نطاق الأشعة فوق البنفسجية  ب (UVB) من 280 إلى 315  نانومتر. يمتصها الغلاف الجوي للأرض بكميات كبيرة، وتتسبب، إلى جانب الأشعة فوق البنفسجية ج (UVC)، في التفاعل الكيميائي الضوئي الذي يؤدي إلى تكوين طبقة الأوزون . كما أنها تُلحق الضرر بالحمض النووي (DNA) بشكل مباشر وتسبب حروق الشمس . [ 23 ] بالإضافة إلى هذا التأثير قصير المدى، فإنها تُسرّع شيخوخة الجلد وتُعزز بشكل كبير من احتمالية الإصابة بسرطان الجلد، [ 24 ] ولكنها ضرورية أيضًا لتكوين فيتامين د في جلد الثدييات. [ 23 ]
  • يمتد نطاق الأشعة فوق البنفسجية  أ (UVA) من 315 إلى 400  نانومتر. كان يُعتقد سابقًا أن هذا النطاق أقل ضررًا بالحمض النووي ، ولذلك يُستخدم في تسمير البشرة الاصطناعي ( أجهزة التسمير وأسرّة التسمير ) وعلاج الصدفية بتقنية PUVA . مع ذلك، من المعروف الآن أن الأشعة فوق البنفسجية أ تُسبب ضررًا كبيرًا للحمض النووي عبر مسارات غير مباشرة (تكوين الجذور الحرة وأنواع الأكسجين التفاعلية )، وقد تُسبب السرطان. [ 25 ]
  • يتراوح نطاق الضوء المرئي من 380 إلى 700نانومتر. [ 26 ] وكما يوحي الاسم، فإن هذا النطاق مرئي للعين المجردة. 
  • نطاق الأشعة تحت الحمراء  الذي يمتد من 700 نانومتر إلى 1,000,000 نانومتر (1 مليمتر ). وهو يشكل جزءًا هامًا من الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يصل إلى الأرض. يقسم العلماء نطاق الأشعة تحت الحمراء إلى ثلاثة أنواع بناءً على الطول الموجي:  
    • الأشعة تحت الحمراء-أ: من 700  نانومتر إلى 1400  نانومتر
    • الأشعة تحت الحمراء-ب: من 1400  نانومتر إلى 3000  نانومتر
    • الأشعة تحت الحمراء-ج: من 3000  نانومتر إلى 1  مليمتر.

تتكون أشعة الشمس التي تصل إلى سطح الأرض من 49.4% أشعة تحت حمراء، و42.3% ضوء مرئي، و8% أشعة فوق بنفسجية. [ 27 ]

يُزعم أحيانًا أن أقصى إشعاع للشمس يقع ضمن نطاق الضوء المرئي. إلا أن هذا الادعاء خاطئ، إذ يعتمد فقط على رسم الإشعاع الطيفي الشمسي على أساس الطول الموجي. عند رسمه بهذه الطريقة، تبلغ كثافة القدرة الطيفية لضوء الشمس ذروتها عند طول موجي يبلغ حوالي 501 نانومتر، وهو ضمن نطاق الضوء المرئي. مع ذلك، يمكن حساب الإشعاع الطيفي الشمسي بنفس الدقة على أساس التردد، وفي هذه الحالة تكون القيمة القصوى عند3.40 × 10¹⁴ هرتز  ، ما يُقابل طول موجة يبلغ حوالي 882 نانومتر، وهو ضمن نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة (الأشعة تحت الحمراء-أ). وعلى عكس المتوقع، ليس من المنطقي التأكيد على أن ذروة الإشعاع الشمسي تكون في موقع محدد ضمن الطيف . [ 28 ]

الجداول المنشورة

تظهر على الإنترنت جداول الإشعاع الشمسي المباشر على منحدرات مختلفة من 0 إلى 60 درجة شمالاً، بوحدة السعرات الحرارية لكل سنتيمتر مربع، والتي صدرت عام 1972 ونشرتها محطة تجارب الغابات والمراعي في شمال غرب المحيط الهادئ، التابعة لدائرة الغابات، وزارة الزراعة الأمريكية، بورتلاند، أوريغون، الولايات المتحدة الأمريكية. [ 29 ]

شدة الإشعاع في النظام الشمسي

ضوء الشمس على المريخ أقل سطوعاً منه على الأرض. التقطت مركبة مارس باثفايندر هذه الصورة لغروب الشمس على المريخ .

تتلقى الأجرام المختلفة في النظام الشمسي ضوءاً تتناسب شدته عكسياً مع مربع بعدها عن الشمس.

جدول يقارن كمية الإشعاع الشمسي الذي يتلقاه كل كوكب في النظام الشمسي عند أعلى غلافه الجوي: [ 30 ]

كوكب أو كوكب قزمالمسافة ( وحدة فلكية )الإشعاع الشمسي (واط/ م² )
الحضيضالأوجأقصىالحد الأدنى
الزئبق0.30750.4667144466272
الزهرة0.71840.728226472576
أرض0.98331.01714131321
المريخ1.3821.666715492
كوكب المشتري4.9505.45855.845.9
زحل9.04810.1216.713.4
أورانوس18.3820.084.043.39
نبتون29.7730.441.541.47
بلوتو29.6648.871.550.57

يعتمد سطوع ضوء الشمس الفعلي الذي يُرصد على سطح الكوكب على وجود الغلاف الجوي وتكوينه . فعلى سبيل المثال، يعكس الغلاف الجوي الكثيف لكوكب الزهرة أكثر من 60% من ضوء الشمس الذي يتلقاه. ويبلغ سطوع سطحه الفعلي حوالي 14000  لوكس، وهو ما يُقارب سطوع الأرض "في وضح النهار مع وجود غيوم كثيفة". [ 31 ]

سيكون ضوء الشمس على المريخ مشابهاً إلى حد كبير لضوء النهار على الأرض في يوم غائم جزئياً، وكما يظهر في الصور التي التقطتها المركبات الجوالة، فإن الإشعاع السماوي المنتشر كافٍ بحيث لا تبدو الظلال داكنة بشكل ملحوظ. وبالتالي، سيعطي إحساساً مشابهاً جداً لضوء النهار على الأرض. أما الطيف الضوئي على سطح المريخ فهو أكثر احمراراً قليلاً من نظيره على الأرض، وذلك بسبب تشتت الضوء بفعل الغبار المحمر في الغلاف الجوي المريخي.

للمقارنة، يكون ضوء الشمس على زحل أكثر سطوعًا بقليل من ضوء الشمس على الأرض عند غروب الشمس أو شروقها. حتى على بلوتو، يظل ضوء الشمس ساطعًا بما يكفي ليُضاهي إضاءة غرفة معيشة عادية. لرؤية ضوء الشمس خافتًا كضوء القمر الكامل على الأرض، يلزم مسافة حوالي 500  وحدة فلكية (حوالي 69 ساعة ضوئية )؛ ولم يُكتشف سوى عدد قليل من الأجرام في النظام الشمسي التي تدور على مسافة أبعد من ذلك، من بينها 90377 سدنا و (87269) 2000 OO 67 . 

تغيرات في الإشعاع الشمسي

التغيرات الموسمية والمدارية

على سطح الأرض، يختلف الإشعاع الشمسي باختلاف زاوية الشمس فوق الأفق ، حيث تطول مدة سطوع الشمس في خطوط العرض العليا خلال فصل الصيف، بينما تنعدم تمامًا في فصل الشتاء بالقرب من القطب الشمالي. وعندما لا تحجب الغيوم الإشعاع المباشر، نشعر به كضوء الشمس . ويعتمد تسخين الأرض (والأجسام الأخرى) على امتصاص الإشعاع الكهرومغناطيسي على شكل حرارة .

تتناسب كمية الإشعاع التي يمتصها جرم سماوي عكسيًا مع مربع المسافة بين النجم والكوكب. يتغير مدار الأرض وميل محورها مع مرور الوقت (على مدى آلاف السنين)، فيشكل أحيانًا دائرة شبه مثالية، وفي أحيان أخرى يمتد إلى انحراف مداري بنسبة 5% (يبلغ حاليًا 1.67%). ومع تغير الانحراف المداري، لا يتغير متوسط ​​المسافة من الشمس ( المحور شبه الرئيسي ) بشكل ملحوظ، وبالتالي يظل إجمالي الإشعاع الشمسي على مدار عام ثابتًا تقريبًا وفقًا لقانون كبلر الثاني .

2أر2دت=دθ،{\displaystyle {\tfrac {2A}{r^{2}}}dt=d\theta ,}

أينأ{\displaystyle A}هو ثابت "السرعة السطحية". أي أن التكامل على مدى الفترة المدارية (وهو ثابت أيضاً) هو قيمة ثابتة.

0تي2أر2دت=02πدθ=جoنsتأنت.{\displaystyle \int _{0}^{T}{\tfrac {2A}{r^{2}}}dt=\int _{0}^{2\pi }d\theta =\mathrm {constant} .}

إذا افترضنا أن قدرة الإشعاع الشمسي P ثابتة مع مرور الوقت، وأن الإشعاع الشمسي يخضع لقانون التربيع العكسي ، فإننا نحصل أيضًا على متوسط ​​الإشعاع الشمسي كقيمة ثابتة. مع ذلك، فإن التوزيع الموسمي والعرضي وشدة الإشعاع الشمسي الذي يصل إلى سطح الأرض يتغيران. [ 32 ] يؤدي تأثير زاوية الشمس على المناخ إلى تغير الطاقة الشمسية في الصيف والشتاء. على سبيل المثال، عند خط عرض 65 درجة، يمكن أن يتغير هذا بأكثر من 25% نتيجة لتغير مدار الأرض. ولأن التغيرات في الشتاء والصيف تميل إلى التعويض، فإن التغير في متوسط ​​الإشعاع الشمسي السنوي في أي موقع معين يكون قريبًا من الصفر، لكن إعادة توزيع الطاقة بين الصيف والشتاء تؤثر بشدة على شدة الدورات الموسمية. تُعتبر هذه التغيرات المرتبطة بإعادة توزيع الطاقة الشمسية سببًا محتملاً لقدوم واختفاء العصور الجليدية الأخيرة (انظر: دورات ميلانكوفيتش ).  

تغير شدة الإشعاع الشمسي

بدأت عمليات الرصد الفضائية للإشعاع الشمسي عام 1978. وتُظهر هذه القياسات أن الثابت الشمسي ليس ثابتًا، بل يتغير على نطاقات زمنية متعددة، بما في ذلك دورة البقع الشمسية التي تستغرق 11 عامًا. [ 33 ] عند الرجوع إلى فترات زمنية أقدم، لا بد من الاعتماد على إعادة بناء الإشعاع، باستخدام بيانات البقع الشمسية خلال الـ 400 عام الماضية،  أو النظائر المشعة الكونية للرجوع إلى  10000 عام.

وقد تم إجراء عمليات إعادة بناء مماثلة. [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] تُظهر هذه الدراسات أنه بالإضافة إلى تغير الإشعاع الشمسي مع الدورة الشمسية (دورة (شوابه))، فإن النشاط الشمسي يتغير مع دورات أطول، مثل دورة 88 عامًا المقترحة (دورة جليسبيرج)، ودورة 208 عامًا (دورة ديفريس) ودورة 1000 عام (دورة إيدي).

الإشعاع الشمسي

الثابت الشمسي

طيف الإشعاع الشمسي في أعلى الغلاف الجوي، على مقياس خطي ومرسوم مقابل العدد الموجي .

الثابت الشمسي هو مقياس لكثافة التدفق ، وهو كمية الإشعاع الكهرومغناطيسي الشمسي الوارد لكل وحدة مساحة، والذي يسقط على مستوى عمودي على الأشعة، على مسافة وحدة فلكية واحدة (AU) (وهي تقريبًا متوسط ​​المسافة بين الشمس والأرض). يشمل "الثابت الشمسي" جميع أنواع الإشعاع الشمسي، وليس الضوء المرئي فقط . كان يُعتقد أن متوسط ​​قيمته يبلغ حوالي 1366  واط/م² ، [ 38 ] مع تغير طفيف تبعًا للنشاط الشمسي ، ولكن إعادة معايرة حديثة لبيانات الأقمار الصناعية ذات الصلة تشير إلى أن قيمة أقرب إلى 1361  واط/م² هي الأكثر واقعية. [ 39 ]

إجمالي الإشعاع الشمسي (TSI) والإشعاع الشمسي الطيفي (SSI) على الأرض

منذ عام 1978، قامت سلسلة من التجارب المتداخلة التي أجرتها وكالتا ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية (ESA) عبر الأقمار الصناعية بقياس إجمالي الإشعاع الشمسي (TSI) - أي كمية الإشعاع الشمسي التي تصل إلى أعلى الغلاف الجوي للأرض - حيث بلغ 1.365 كيلوواط لكل متر مربع (kW/m² ) . [ 38 ] [ 40 ] [ 41 ] [ 42 ] وتستمر عمليات رصد إجمالي الإشعاع الشمسي من خلال تجارب الأقمار الصناعية ACRIMSAT /ACRIM3 و SOHO /VIRGO و SORCE /TIM. [ 43 ] وقد كشفت عمليات الرصد عن تغيرات في إجمالي الإشعاع الشمسي على نطاقات زمنية متعددة، بما في ذلك الدورة المغناطيسية الشمسية [ 33 ] والعديد من الدورات الدورية الأقصر. [ 44 ] يوفر إجمالي الإشعاع الشمسي الطاقة التي تحرك مناخ الأرض، لذا فإن استمرار قاعدة بيانات السلاسل الزمنية لإجمالي الإشعاع الشمسي أمر بالغ الأهمية لفهم دور التغيرات الشمسية في تغير المناخ.

منذ عام 2003، يرصد جهاز مراقبة الإشعاع الطيفي (SIM) التابع لمركز أبحاث الطاقة الشمسية (SORCE) الإشعاع الشمسي الطيفي (SSI) - وهو التوزيع الطيفي للإشعاع الشمسي الكلي (TSI). تشير البيانات إلى أن الإشعاع الشمسي الطيفي عند طول موجة الأشعة فوق البنفسجية يتوافق، بطريقة أقل وضوحًا وربما أكثر تعقيدًا، مع استجابات مناخ الأرض مما كان يُفترض سابقًا، مما يفتح آفاقًا واسعة لأبحاث جديدة في "صلة الشمس بالستراتوسفير والتروبوسفير والغلاف الحيوي والمحيط ومناخ الأرض". [ 45 ]

الإضاءة السطحية والطيف

أشعة الشمس تتسلل عبر الغيوم ، مما يؤدي إلى ظهور أشعة الشفق .

يعتمد طيف إضاءة سطح الأرض على ارتفاع الشمس نتيجةً لتأثيرات الغلاف الجوي، حيث يهيمن المكون الطيفي الأزرق خلال فترة الشفق قبل شروق الشمس وبعده، بينما يهيمن المكون الأحمر خلال شروق الشمس وغروبها. وتظهر هذه التأثيرات بوضوح في التصوير الفوتوغرافي بالضوء الطبيعي ، حيث يُعد ضوء الشمس المصدر الرئيسي للإضاءة، والذي يتوسطه الغلاف الجوي.

بينما يتحدد لون السماء عادةً بتشتت رايلي ، إلا أن هناك استثناءً يحدث عند غروب الشمس والشفق. "يُعطي امتصاص الأوزون لأشعة الشمس بشكل تفضيلي على امتداد مسارات الأفق الطويلة سماءَ سمت الرأس لونها الأزرق عندما تكون الشمس قريبة من الأفق". [ 46 ]

التركيب الطيفي لضوء الشمس على سطح الأرض

يمكن القول إن الشمس تُضيء ، وهو مقياس للضوء ضمن نطاق حساسية محدد. تمتلك العديد من الحيوانات (بما في ذلك البشر) نطاق حساسية يتراوح بين 400 و700  نانومتر تقريبًا، [ 47 ] وفي ظل الظروف المثلى، ينتج عن امتصاص وتشتيت الضوء بواسطة الغلاف الجوي للأرض إضاءة تُقارب إضاءة مصدر طاقة متساوٍ لمعظم هذا النطاق. [ 48 ] على سبيل المثال، يبلغ النطاق المفيد لرؤية الألوان لدى البشر حوالي 450-650 نانومتر. وبصرف النظر عن التأثيرات التي تظهر عند غروب الشمس وشروقها، يتغير التركيب الطيفي بشكل أساسي تبعًا لمدى قدرة ضوء الشمس على الإضاءة بشكل مباشر. عندما تكون الإضاءة غير مباشرة، يؤدي تشتت رايلي في الغلاف الجوي العلوي إلى هيمنة الأطوال الموجية الزرقاء. يُنتج بخار الماء في الغلاف الجوي السفلي مزيدًا من التشتت، كما تمتص جزيئات الأوزون والغبار والماء أطوالًا موجية معينة. [ 49 ] [ 50 ]

طيف الأطوال الموجية المرئية عند مستوى سطح البحر تقريبًا؛ الإضاءة بأشعة الشمس المباشرة مقارنةً بأشعة الشمس المباشرة المشتتة بفعل الغيوم، وأشعة الشمس غير المباشرة بفعل درجات متفاوتة من الغيوم. يوضح الخط الأصفر طيف قدرة أشعة الشمس المباشرة في الظروف المثلى. ولتسهيل المقارنة، تم تعديل ظروف الإضاءة الأخرى وفقًا للمعامل الموضح في المفتاح لتتوافق عند حوالي 470  نانومتر (الضوء الأزرق).

الحياة على الأرض

ضوء الشمس يخترق غطاء الأشجار في غابة بألمانيا.

يعتمد وجود جميع أشكال الحياة تقريبًا على الأرض على ضوء الشمس. تستخدم معظم الكائنات ذاتية التغذية ، كالنباتات، طاقة ضوء الشمس، بالإضافة إلى ثاني أكسيد الكربون والماء، لإنتاج سكريات بسيطة - وهي عملية تُعرف باسم التمثيل الضوئي . تُستخدم هذه السكريات بعد ذلك كعناصر بناء وفي مسارات تركيبية أخرى تُمكّن الكائن الحي من النمو.

تستخدم الكائنات غيرية التغذية ، كالحيوانات، ضوء الشمس بشكل غير مباشر عن طريق استهلاك نواتج الكائنات ذاتية التغذية، إما باستهلاك الكائنات ذاتية التغذية نفسها، أو باستهلاك نواتجها، أو باستهلاك كائنات غيرية التغذية أخرى. ثم تُفكك السكريات والمكونات الجزيئية الأخرى التي تنتجها الكائنات ذاتية التغذية، مطلقةً الطاقة الشمسية المخزنة، وموفرةً للكائن غيري التغذية الطاقة اللازمة لبقائه. تُعرف هذه العملية بالتنفس الخلوي .

في عصور ما قبل التاريخ ، بدأ الإنسان بتطوير هذه العملية من خلال استخدام المواد النباتية والحيوانية لأغراض أخرى. فقد استخدم جلود الحيوانات للتدفئة، على سبيل المثال، أو الأسلحة الخشبية للصيد. وقد مكّنت هذه المهارات الإنسان من استغلال كميات أكبر من ضوء الشمس مقارنةً بما كان ممكناً من خلال عملية التحلل السكري وحدها، مما أدى إلى ازدياد عدد السكان.

خلال الثورة الزراعية في العصر الحجري الحديث ، ساهم استئناس النباتات والحيوانات في زيادة استفادة الإنسان من الطاقة الشمسية. وتم إثراء الحقول المخصصة للمحاصيل بمخلفات نباتية غير صالحة للأكل، مما وفر السكريات والمغذيات اللازمة للمحاصيل اللاحقة. أما الحيوانات التي كانت تُستخدم سابقًا كمصدر للغذاء والأدوات فقط بعد ذبحها، فقد أصبحت تُستخدم في العمل طوال حياتها، معتمدةً على الأعشاب غير الصالحة للأكل. والوقود الأحفوري هو بقايا مواد نباتية وحيوانية قديمة، تشكلت باستخدام طاقة ضوء الشمس، ثم حُبست داخل الأرض لملايين السنين.

الجوانب الثقافية

إدوارد مانيه : Le déjeuner sur l'herbe (1862–63).

يُعد تأثير ضوء الشمس ذا صلة بالرسم ، ويتضح ذلك على سبيل المثال في أعمال إدوارد مانيه وكلود مونيه في المشاهد الخارجية والمناظر الطبيعية.

Téli verőfény ("أشعة الشمس في الشتاء") بقلم László Mednyánszky ، أوائل القرن العشرين.

يجد الكثيرون أن ضوء الشمس المباشر ساطعٌ للغاية وغير مريح؛ بل إن النظر مباشرةً إلى الشمس قد يُسبب تلفًا بصريًا طويل الأمد. [ 51 ] وللتعويض عن سطوع ضوء الشمس، يرتدي الكثيرون النظارات الشمسية . كما أن السيارات والعديد من الخوذات والقبعات مُجهزة بواقيات للعين لحجب أشعة الشمس عن الرؤية المباشرة عندما تكون الشمس منخفضة. وغالبًا ما تُحجب أشعة الشمس عن دخول المباني باستخدام الجدران ، أو ستائر النوافذ ، أو المظلات ، أو المصاريع ، أو الستائر ، أو أشجار الظل القريبة . ويُعد التعرض لأشعة الشمس ضروريًا بيولوجيًا لإنتاج فيتامين د في الجلد، وهو مُركب حيوي ضروري لبناء عظام وعضلات قوية في الجسم.

في العديد من الديانات العالمية، كالهندوسية ، تُعتبر الشمس إلهاً ، فهي مصدر الحياة والطاقة على الأرض. كما اعتُبرت الشمس إلهاً في مصر القديمة .

حمام شمسي

مستمتعون بأشعة الشمس في فنلندا

يُعدّ التشمّس نشاطًا ترفيهيًا شائعًا ، حيث يجلس الشخص أو يستلقي تحت أشعة الشمس المباشرة. غالبًا ما يتشمّس الناس في أماكن مريحة تتوفر فيها أشعة الشمس بكثرة. تشمل بعض الأماكن الشائعة للتشمّس الشواطئ ، وحمامات السباحة المكشوفة ، والحدائق العامة ، والمقاهي على الأرصفة . يرتدي المتشمّسون عادةً ملابس خفيفة، أو قد يتعرّى البعض تمامًا . بالنسبة للبعض، يُعدّ استخدام أجهزة التسمير بديلاً للتشمّس، حيث تُصدر هذه الأجهزة أشعة فوق بنفسجية ويمكن استخدامها في الأماكن المغلقة بغض النظر عن الأحوال الجوية. وقد حُظرت أجهزة التسمير في عدد من دول العالم بسبب مخاوف الإصابة بسرطان الجلد. [ 52 ]

بالنسبة للكثيرين من ذوي البشرة الفاتحة، يُعدّ اكتساب سمرة (اكتساب لون برونزي) أحد أهداف حمامات الشمس، إذ يُعتبر ذلك في بعض الثقافات جذاباً، ويرتبط بالأنشطة الخارجية، والإجازات ، والصحة. ويفضل البعض حمامات الشمس عراةً للحصول على سمرة متجانسة، وأحياناً كجزء من نمط حياة معين.

استُخدم العلاج الشمسي المُتحكم فيه ، أو حمامات الشمس، كعلاج للصدفية [ 53 ] وأمراض أخرى. [ 54 ]

يحدث اسمرار الجلد نتيجة زيادة الصبغة الداكنة داخل خلايا الجلد المعروفة بالخلايا الصبغية ، وهو آلية استجابة تلقائية للجسم للتعرض الكافي للأشعة فوق البنفسجية من الشمس أو من مصابيح التسمير الاصطناعية. [ 55 ] وبالتالي، يختفي الاسمرار تدريجيًا مع مرور الوقت، عندما يتوقف التعرض لهذه المصادر.

التأثيرات على صحة الإنسان

للأشعة فوق البنفسجية في ضوء الشمس آثار صحية إيجابية وسلبية، فهي مصدر رئيسي لفيتامين د 3 ومادة مُطفرة في الوقت نفسه . [ 56 ] يمكن للمكملات الغذائية أن توفر فيتامين د دون هذا التأثير المُطفر، [ 57 ] لكنها تتجاوز الآليات الطبيعية التي تمنع فرط تناول فيتامين د المُنتج داخليًا من ضوء الشمس. لفيتامين د فوائد صحية عديدة، منها تقوية العظام [ 58 ] وربما تثبيط نمو بعض أنواع السرطان. [ 59 ] [ 60 ] كما ارتبط التعرض لأشعة الشمس بتوقيت إنتاج الميلاتونين ، والحفاظ على الإيقاعات البيولوجية الطبيعية ، وتقليل خطر الإصابة بالاضطراب العاطفي الموسمي . [ 61 ]

يُعزى عدم التعرض الكافي لأشعة الشمس إلى 340 ألف حالة وفاة في الولايات المتحدة و480 ألف حالة وفاة في أوروبا سنويًا. كما أن نقص التعرض للشمس يزيد من خطر الإصابة بسرطان الثدي ، وسرطان القولون والمستقيم ، وارتفاع ضغط الدم ، وأمراض القلب والأوعية الدموية ، ومتلازمة التمثيل الغذائي ، والتصلب المتعدد ، ومرض الزهايمر ، والتوحد ، والربو ، والسكري من النوع الأول، وقصر النظر . [ 62 ]

من المعروف أن التعرض لأشعة الشمس لفترات طويلة يرتبط بتطور سرطان الجلد ، وشيخوخة الجلد ، وكبت المناعة ، وأمراض العيون مثل إعتام عدسة العين والتنكس البقعي . [ 63 ] أما التعرض المفرط لأشعة الشمس لفترات قصيرة فهو سبب حروق الشمس ، وعمى الثلج ، واعتلال الشبكية الشمسي .

تُعدّ الأشعة فوق البنفسجية، وبالتالي ضوء الشمس ومصابيح التسمير، المواد المسرطنة الوحيدة المعروفة بفوائدها الصحية، [ 64 ] وتؤكد العديد من منظمات الصحة العامة على ضرورة تحقيق التوازن بين مخاطر التعرض المفرط لأشعة الشمس أو التعرض القليل لها. [ 65 ] وهناك إجماع عام على ضرورة تجنب حروق الشمس دائمًا.

تشير البيانات الوبائية إلى أن الأشخاص الذين يتعرضون لأشعة الشمس بشكل أكبر يعانون من ارتفاع ضغط الدم ومعدل وفيات أقل بسبب أمراض القلب والأوعية الدموية. وبينما تُعد أشعة الشمس (وأشعتها فوق البنفسجية) عامل خطر للإصابة بسرطان الجلد، فإن "تجنب التعرض لأشعة الشمس قد يكون له آثار سلبية أكثر من فوائده على الصحة العامة". [ 66 ] وقد وجدت دراسة أنه لا يوجد دليل على أن الأشعة فوق البنفسجية تُقلل من متوسط ​​العمر المتوقع، على عكس عوامل الخطر الأخرى مثل التدخين والكحول وارتفاع ضغط الدم. [ 66 ]

التأثير على جينومات النباتات

تؤدي الجرعات المرتفعة من الأشعة فوق البنفسجية من النوع B إلى زيادة معدل إعادة تركيب الحمض النووي في نباتات الرشاد ( Arabidopsis thaliana) والتبغ ( Nicotiana tabacum ). [ 67 ] ويصاحب هذه الزيادة تحفيز قوي لإنزيم له دور محوري في إصلاح تلف الحمض النووي عن طريق إعادة التركيب. وبالتالي، من المرجح أن يؤثر مستوى الأشعة فوق البنفسجية من النوع B التي تتعرض لها النباتات على استقرار الجينوم .

انظر أيضاً

مراجع

  1. "ضوء الشمس" . معجم الأرصاد الجوية . الجمعية الأمريكية للأرصاد الجوية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23-03-2025 .
  2. "المناخ وميزانية طاقة الأرض" . earthobservatory.nasa.gov . 14 يناير 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 يناير 2022 .
  3. "أساسيات الطاقة الشمسية" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 28-11-2016 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 06-12-2016 .
  4. بيل بورنيل، إس. جوسلين (2004). مقدمة إلى الشمس والنجوم ( طبعة مصورة). مطبعة جامعة كامبريدج. ص 56. ISBN   978-0-521-54622-5.مقتطف من الصفحة 56
  5. «إنّ مدة انتقال ضوء الشمس إلى الأرض، والتي تبلغ 8 دقائق، تخفي رحلةً تمتدّ لألف عام، بدأت في الواقع من لبّ الأرض» . SunEarthDay.NASA.gov . ناسا . مؤرشف من الأصل بتاريخ 22 يناير 2012. تمّ الاطلاع عليه بتاريخ 12 فبراير 2012 .
  6. سي. كانديلي وك. أولجين. "الإضاءة الشمسية وتقدير مدى توافر ضوء النهار للإشعاع الشمسي العالمي". مصادر الطاقة .
  7. "مقدمة في الإشعاع الشمسي" . شركة نيوبورت. مؤرشف من الأصل في 29 أكتوبر 2013.
  8. محسوبة من بيانات "الإشعاع الطيفي الشمسي المرجعي: كتلة الهواء 1.5" . المختبر الوطني للطاقة المتجددة. مؤرشفة من الأصل في 28 سبتمبر 2013. تم الاطلاع عليها في 12 نوفمبر 2009 .يمثل الرقم الأول من كل زوج من الأرقام إجمالي الإشعاع الشمسي الواصل إلى لوحة موجهة نحو الشمس (التي تقع على ارتفاع 42 درجة فوق الأفق)، بينما يمثل الرقم الثاني من كل زوج الإشعاع "المباشر بالإضافة إلى الإشعاع المحيط بالشمس" (الإشعاع المحيط بالشمس يعني الإشعاع القادم من الجزء من السماء ضمن نطاق درجتين من الشمس). يبلغ إجمالي الإشعاع، من 280 إلى 4000 نانومتر، 1000.4 و900.1 واط/م² على التوالي. من الأفضل الحصول على بيانات أكثر دقة من مصدر موثوق، بدلاً من جمع آلاف الأرقام في قاعدة بيانات.
  9. محسوب من طيف ASTM المذكور أعلاه.
  10. تشيانغ، فو (2003). "الإشعاع (الشمسي)" (ملف PDF) . في هولتون، جيمس ر. (محرر). موسوعة علوم الغلاف الجوي . المجلد 5. أمستردام: أكاديميك برس. الصفحات 1859-1863 . ISBN   978-0-12-227095-6. OCLC 249246073 . مؤرشف (PDF) من الأصل بتاريخ 2012-11-01. 
  11. بيدروتي وبيدروتي (1993). مقدمة في علم البصريات . برنتيس هول . ISBN 0-13-501545-6.
  12. أبلتون، إدوارد ف. (1945). "انحراف الإشعاع الشمسي ذي الموجات الطويلة عن شدة الجسم الأسود". مجلة نيتشر . 156 (3966): 534-535 . Bibcode : 1945Natur.156..534A . doi : 10.1038/156534b0 .
  13. إقبال، م.، "مقدمة في الإشعاع الشمسي"، دار النشر الأكاديمية (1983)، الفصل 3
  14. استكشاف النظام الشمسي التابع لناسا - الشمس: حقائق وأرقام، مؤرشف بتاريخ 3 يوليو 2015 في أرشيف الإنترنت، تم استرجاعه في 27 أبريل 2011 "درجة الحرارة الفعالة ... 5777 كلفن"
  15. غارنر، روب (24 يناير 2017). "مرصد فيرمي يرصد أعلى ضوء طاقة في التوهج الشمسي" . مؤرشف من الأصل في 17 مايو 2017. تم الاطلاع عليه في 25 يناير 2018 .
  16. "الشمس متعددة الأطياف، من الرابطة الوطنية لمعلمي علوم الأرض" . Windows2universe.org. ١٨ أبريل ٢٠٠٧. مؤرشف من الأصل في ٢٩ فبراير ٢٠١٢. تم الاطلاع عليه في ١٢ فبراير ٢٠١٢ .
  17. شاهد الفيديو المشار إليه في الجملة "لمزيد من التفاصيل حول مقارنة الجسم الأسود بطيف AM0، شاهد هذا الفيديو" على موقع بيترو ألترمان. "الطيف خارج الأرض" . بي في لايتهاوس . بي في لايتهاوس بي تي واي المحدودة.
  18. ويلكنسون، رايان (3 أغسطس 2023). "رصد قياسي للفوتونات الشمسية" . الفيزياء . 16 ص107. رمز Bibcode : 2023PhyOJ..16.s107W . doi : 10.1103/Physics.16.s107 .
  19. ليا كرين (3 أغسطس 2023). "رصد علماء الفلك ضوءًا ساطعًا بشكل غير مفهوم قادمًا من الشمس" . مجلة نيو ساينتست .
  20. أ. ألبرت (3 أغسطس 2023). "اكتشاف أشعة غاما من الشمس الهادئة باستخدام مرصد HAWC". مجلة Physical Review Letters ، المجلد 131 (5)، العدد 051201. arXiv : 2212.00815 . Bibcode : 2023PhRvL.131e1201A . doi : 10.1103/PhysRevLett.131.051201 . PMID: 37595214 . 
  21. غويمارد، كريستيان أ. (أبريل 2004). "الإشعاع الشمسي الكلي والطيفي لتطبيقات الطاقة الشمسية ونماذج الإشعاع الشمسي". الطاقة الشمسية . 76 (4): 432. Bibcode : 2004SoEn...76..423G . doi : 10.1016/j.solener.2003.08.039 .
  22. نايلور، مارك؛ كيفن سي. فارمر (1995). "أضرار الشمس والوقاية منها" . كتاب إلكتروني في طب الأمراض الجلدية . جمعية طب الأمراض الجلدية على الإنترنت. مؤرشف من الأصل بتاريخ 5 يوليو 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 يونيو 2008 .
  23. 1 2 واكر م، هوليك م ف (2013). "أشعة الشمس وفيتامين د: منظور عالمي للصحة" . طب الغدد الصماء الجلدية . 5 (1): 51-108 . doi : 10.4161 / derm.24494 . PMC 3897598. PMID 24494042 .  
  24. منظمة الصحة العالمية (9 مارس 2016). "الإشعاع: الأشعة فوق البنفسجية" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 فبراير 2023 .
  25. واتسون، م.؛ هولمان، د.م.؛ ماغواير-آيزن، م. (1 أغسطس 2017). "التعرض للأشعة فوق البنفسجية وتأثيره على خطر الإصابة بسرطان الجلد" . ندوات في تمريض الأورام . 32 (3): 241-254 . doi : 10.1016/j.soncn.2016.05.005 . PMC 5036351. PMID 27539279 .  
  26. "الضوء المرئي | مديرية المهمة العلمية" . 10 أغسطس 2016.
  27. "الإشعاع الشمسي والإشعاع النشط ضوئياً" . فوندريست البيئية. 21 مارس 2014. تم الاطلاع عليه في 7 مارس 2025 .
  28. موبلي، كورتيس. "مفهوم خاطئ شائع" . أوشن أوبتكس . تم الاطلاع عليه في 6 مارس 2025 .
  29. جون بوفو؛ ليو ج. فريتشن؛ جيمس ل. مورفي (1972). "الإشعاع الشمسي المباشر على منحدرات مختلفة من خط عرض 0 إلى 60 درجة شمالاً" (ملف PDF) . محطة تجارب الغابات والمراعي في شمال غرب المحيط الهادئ، دائرة الغابات، وزارة الزراعة الأمريكية، بورتلاند، أوريغون، الولايات المتحدة الأمريكية. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 27 نوفمبر 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 يناير 2014 .
  30. "شدة الإشعاع الشمسي" (ملف PDF) . مركز ماكوليف-شيبارد للاكتشاف. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 22-11-2009.
  31. "كشف النقاب عن كوكب الزهرة: حار وخانق". أخبار العلوم . 109 (25): 388-389 . 19-06-1976. doi : 10.2307/3960800 . JSTOR 3960800. 100 واط لكل متر مربع ... 14000 لوكس ... يتوافق مع ... وقت النهار مع غيوم كثيفة 
  32. "رسم بياني لتغير التوزيع الموسمي والعرضي للإشعاع الشمسي" . Museum.state.il.us. 30 أغسطس 2007. مؤرشف من الأصل في 12 يناير 2012. تم الاطلاع عليه في 12 فبراير 2012 .
  33. 1 2 "معرض الرسومات" . Acrim.com. مؤرشف من الأصل بتاريخ 2014-05-02 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2014-04-21 .
  34. وانغ وآخرون (2005). "نمذجة المجال المغناطيسي للشمس وإشعاعها منذ عام 1713" . المجلة الفيزيائية الفلكية . 625 (1): 522-538 . Bibcode : 2005ApJ...625..522W . doi : 10.1086/429689 . 
  35. شتاينهيلبر وآخرون (2009). "إجمالي الإشعاع الشمسي منذ عام 1996: هل يوجد تغير طويل الأمد لا يرتبط بالظواهر المغناطيسية لسطح الشمس؟" . رسائل البحوث الجيوفيزيائية . 36 : L19704. Bibcode : 2010A & A...523A..39S . doi : 10.1051/0004-6361/200811446 . 
  36. فييرا وآخرون (2011). "تطور الإشعاع الشمسي خلال الهولوسين". علم الفلك والفيزياء الفلكية . 531 : A6. arXiv : 1103.4958 . Bibcode : 2011A & A...531A...6V . doi : 10.1051/0004-6361/201015843 . 
  37. شتاينهيلبر وآخرون (2012). "9400 عام من الإشعاع الكوني والنشاط الشمسي من عينات الجليد وحلقات الأشجار" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 109 (16): 5967-5971 . Bibcode : 2012PNAS..109.5967S . doi : 10.1073 / pnas.1118965109 . PMC 3341045. PMID 22474348 .   
  38. ١ ٢ "رصد الأقمار الصناعية للإشعاع الشمسي الكلي" . Acrim.com. مؤرشف من الأصل بتاريخ ٢٠٠٣-٠٢-٠٤ . تم الاطلاع عليه بتاريخ ٢٠١٢-٠٢-١٢ .
  39. ج. كوب، جريج؛ ج. لين (2011). "قيمة جديدة أقل للإشعاع الشمسي الكلي: الأدلة والأهمية المناخية" . رسائل البحوث الجيوفيزيائية . 38 (1): L01706. Bibcode : 2011GeoRL..38.1706K . doi : 10.1029/2010GL045777 .
  40. ويلسون، آر سي؛ موردفينوف، إيه في (2003). "اتجاه الإشعاع الشمسي الكلي على المدى الطويل خلال الدورات الشمسية 21-23" . رسائل البحوث الجيوفيزيائية . 30 (5): 1199. رمز Bibcode : 2003GeoRL..30.1199W . doi : 10.1029/2002GL016038 .
  41. "إنشاء سلسلة زمنية مركبة للإشعاع الشمسي الكلي (TSI) من عام 1978 حتى الآن" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 30 أغسطس 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 أكتوبر 2005 .
  42. "المشاريع الحالية" . www.acrim.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 16 أكتوبر 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 يناير 2018 .
  43. "مقارنة: نتائج ACRIMSAT/ACRIM3 وSOHO/VIRGO وSORCE/TIM" . ACRIM.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 16 أكتوبر 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 يناير 2018 .
  44. "مقارنة: نتائج ACRIMSAT/ACRIM3 وSOHO/VIRGO وSORCE/TIM" . ACRIM.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 30 مايو 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 مارس 2013 .
  45. "مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا: الإشعاع الشمسي" . Atmospheres.gsfc.nasa.gov. 2012-02-08. مؤرشف من الأصل بتاريخ 2011-09-20 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2012-02-12 .
  46. كريج بورين . "البصريات الجوية" (ملف PDF) . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 2013-12-06.
  47. ^ بوسر، بيير أ. إيمبرت، ميشيل (1992). رؤية . مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ص. 50 . رقم ISBN  978-0-262-02336-8تم الاطلاع عليه في 11 أكتوبر 2013. الضوء هو فئة خاصة من الطاقة الإشعاعية التي تشمل أطوال موجية تتراوح بين 400 و 700 نانومتر (أو mμ)، أو من 4000 إلى 7000 أنجستروم.
  48. ماك إيفوي، بروس (2008). رؤية الألوان . مؤرشف من الأصل في 24 سبتمبر 2015. تم الاطلاع عليه في 27 أغسطس 2015. يتميز ضوء الشمس عند الظهيرة (D55) بتوزيع شبه مستوٍ...
  49. ويزيكي، غونتر؛ ستايلز، دبليو إس (1967). علم الألوان: المفاهيم والأساليب، والبيانات الكمية والصيغ . جون وايلي وأولاده. ص 8. 
  50. ماك آدم، ديفيد ل. (1985). قياس الألوان: الموضوع والاختلافات (الطبعة الثانية المنقحة ). سبرينغر. ص 33-35 . ISBN   0-387-15573-2.
  51. تشاودا، ديشيتا؛ شيندي، برانايكومار (29-10-2022). " تأثيرات الإشعاع الشمسي على العينين" . كيوريوس . 14 (10) e30857. Bibcode : 2022Cureu..1430857C . doi : 10.7759/cureus.30857 . PMC 9709587. PMID 36465785 .  
  52. ماتيس، سونيا؛ ليندويدل، كارلا؛ نيلسن، ليل؛ كايزر، إيزابيل؛ بفالبرغ، أنيت؛ جيفيلر، أولاف (سبتمبر 2023). "الإعلان العالمي عن أجهزة تسمير البشرة: مقارنة بين اللوائح القانونية في ثلاث قارات" (ملف PDF) . مجلة السرطانات (مقال بحثي). 15 (17): 4362. doi : 10.3390/cancers15174362 . PMC 10486637. PMID 37686637. تاريخ الاسترجاع: 10 مايو 2026 .  
  53. نغوين، تيان ف.؛ كو، جون واي إم (2014). "العلاج بالأشعة فوق البنفسجية للصدفية". التطورات في الصدفية . ص 91-110 . doi : 10.1007/978-1-4471-4432-8_8 . ISBN  978-1-4471-4431-1.
  54. ألورا، إم بي تي؛ فيتزباتريك، تي بي؛ تايلور، سي آر (12 أكتوبر 1997). "العلاج الشمسي لكامل الجسم". طب الأمراض الجلدية الضوئية، علم المناعة الضوئية، والطب الضوئي . 13 ( 5-6 ): 178-180 . doi : 10.1111/j.1600-0781.1997.tb00225.x . PMID 9542753 . 
  55. أحمد، شميم إ. (2017). الأشعة فوق البنفسجية في صحة الإنسان والأمراض والبيئة . التقدم في الطب التجريبي وعلم الأحياء. تشام: دار نشر سبرينغر الدولية. ISBN 978-3-319-56017-5.
  56. أوزبورن جيه إي؛ هاتشينسون بي إي (أغسطس 2002). "فيتامين د والسرطان الجهازي: هل له علاقة بالورم الميلانيني الخبيث؟". المجلة البريطانية للأمراض الجلدية . 147 (2): 197-213 . doi : 10.1046/j.1365-2133.2002.04960.x . PMID 12174089 . 
  57. "صحيفة حقائق المكملات الغذائية: فيتامين د" . مكتب المكملات الغذائية، المعاهد الوطنية للصحة. مؤرشف من الأصل بتاريخ 16-07-2007.
  58. كراني أ؛ هورسلي ت؛ أودونيل س؛ ويلر هـ؛ وآخرون . (أغسطس 2007). "فعالية وسلامة فيتامين د فيما يتعلق بصحة العظام" . تقرير الأدلة/تقييم التكنولوجيا (158): 1-235 . PMC 4781354. PMID 18088161 .   
  59. جون إي؛ شوارتز جي؛ كو جي؛ فان دن بيرغ دي؛ وآخرون . (15 يونيو 2005). "التعرض لأشعة الشمس، وتعدد أشكال جين مستقبلات فيتامين د، وخطر الإصابة بسرطان البروستاتا المتقدم" . أبحاث السرطان . 65 (12): 5470-5479 . doi : 10.1158/0008-5472.can-04-3134 . PMID 15958597 .  
  60. إيغان ك؛ سوسمان ج؛ بلوت و (2 فبراير 2005). "أشعة الشمس وانخفاض خطر الإصابة بالسرطان: هل فيتامين د هو السبب الحقيقي؟" . مجلة المعهد الوطني للسرطان . 97 (3): 161-163 . doi : 10.1093/jnci/dji047 . PMID 15687354 . 
  61. ميد، م. ن. (أبريل 2008). "فوائد ضوء الشمس: بصيص أمل لصحة الإنسان" . مجلة منظورات الصحة البيئية . 116 (4): A160– A167 . Bibcode : 2008EnvHP.116.a160M . doi : 10.1289/ehp.116-a160 . PMC 2290997. PMID 18414615 .  
  62. ألفريدسون، لارس؛ أرمسترونغ، بروس ك.؛ باترفيلد، د. ألان؛ تشودري، راجيف؛ دي غرويل، فرانك ر.؛ فيليش، مارتن؛ غارلاند، سيدريك ف.؛ هارت، برو هـ.؛ هويل، ديفيد ج.؛ جاكوبسن، رامون؛ ليندكفيست، بيلي ج.؛ ليويلين، ديفيد ج.؛ تيميير، هينينغ؛ ويلر، ريتشارد ب.؛ يونغ، أنتوني ر. (2020-07-13). " عدم كفاية التعرض لأشعة الشمس أصبح مشكلة صحية عامة حقيقية" . المجلة الدولية للبحوث البيئية والصحة العامة . 17 (14): 5014. doi : 10.3390/ijerph17145014 . ISSN 1660-4601 . PMC 7400257. PMID 32668607 .   
  63. لوكاس آر إم؛ ريباتشولي إم إتش؛ ماكمايكل إيه جيه (يونيو 2006). "هل الرسالة الصحية العامة الحالية بشأن التعرض للأشعة فوق البنفسجية صحيحة؟" . نشرة منظمة الصحة العالمية . 84 (6): 485-491 . doi : 10.2471/BLT.05.026559 . PMC 2627377. PMID 16799733 .  
  64. «التقرير الثالث عشر عن المواد المسرطنة: التعرضات المرتبطة بالأشعة فوق البنفسجية» (ملف PDF) . البرنامج الوطني لعلم السموم. أكتوبر 2014. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 22 ديسمبر 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 ديسمبر 2014 .
  65. "المخاطر والفوائد" (ملف PDF) . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 20-11-2010 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13-05-2010 .
  66. 1 2 ويلر، آر بي (2016). "لضوء الشمس فوائد قلبية وعائية مستقلة عن فيتامين د". تنقية الدم . 41 ( 1-3 ): 130-134 . doi : 10.1159/000441266 . hdl : 20.500.11820/8f7d93d4-db22-418d-a1cc-3dbf9ddad8c3 . PMID 26766556 . 
  67. ريس جي، هيلر دبليو، بوختا إتش، ساندرمان إتش، سيدليتز إتش كيه، هون بي (2000). "ارتفاع مستوى الأشعة فوق البنفسجية-ب يقلل من استقرار الجينوم في النباتات" . مجلة نيتشر . 406 (6791): 98-101 . Bibcode : 2000Natur.406...98R . doi : 10.1038/35017595 . PMID 10894550 . 

للمزيد من القراءة

  • هارتمان، ثوم (1998). الساعات الأخيرة لضوء الشمس القديم . لندن: هودر وستوكتون. ISBN 0-340-82243-0.