• دوشنبه ۱۸ آذر ۱۳۹۸
  • |

آمار سایت

  • تمام بازديد‌ها: 1682892 بازدید
  • بازديد 24 ساعت قبل: 2870 بازدید
  • مهمانان حاضر در زیرپورتال: 26 کاربر
  • کاربران حاضر در زیرپورتال:0 کاربر

ورود به سایت

تابش لحظه ای خورشید

مقدمه
تابش خورشیدی یکی از مهمترین فاکتورهای اقلیمی هر منطقه به حساب می آید و با شناخت این مهم می توان برای کاربردهای آن اقدامات مناسبی را برنامه ریزی نمود. خورشید انرژی لازم را برای همه ی پدیده های سطح زمین فراهم می کند به طوری که انرژی حاصل از تابش خورشید به زمین منتقل شده و گرمای آن باعث ایجاد فرآیندهای بسیاری بر سطح زمین می شود. امروزه استفاده از انرژی های نو به ویژه تابش خورشیدی به عنوان یکی از مهمترین منابع تولید انرژی در هر کشور به حساب می آید، بنابراین شناخت  تابش خورشیدی رسیده به زمین، جهت کاربردهای انرژی خورشیدی لازم است. به منظور استفاده بهینه از این انرژی پاک و رایگان اولین قدم شناسایی مقدار تابش  خورشیدی می باشد با این حال که خورشید یک منبع عظیم انرژی است، اما برون داد انرژی آن در سطح زمین به طور یکسان عمل نمی کند، به این صورت که میزان تابش انرژی خورشیدی در نقاط مختلف جهان متغییر بوده و در عرض های جغرافیایی پایین بیشتر است. بنابراین شناخت مکان های مناسب جهت بکارگیری انرژی خورشیدی الزامی می باشد.

برآورد تابش با استفاده از سنجش از دور
در گذشته به منظور انجام تحقیقات و مطالعات پدیده های سطحی زمین و جو، مجبور بودند که اطلاعات و مشاهدات محلی را جمع آوری کنند که به علت گستردگی و نیز تغییرات برخی از پارامترها به دلیل طبیعت دینامیکی آنها، بسیار پرهزینه و وقت گیر بود. علاوه بر آن دستگاه های مربوطه به علت حساس بودن، نیاز به مراقبت های زیاد دارند و باید مرتباً واسنجی شوند. از طرفی دیگر در آمار و اطلاعات موجود این گونه ایستگاه ها نیز خلاءهای آماری بسیاری دیده می شود؛ بنابراین نیاز به برآورد تابش در مناطق فاقد داده، با توجه به کمبود تعداد ایستگاه های تابش سنجی، وجود دارد بدین جهت بشر همواره سعی در یافتن روش های آسان و سریعتر داشته است.

استفاده از داده های ماهواره ای برای استخراج اطلاعات مورد نیاز از جمله این اهداف بوده است. لذا در سال های اخیر مدل های سنجش از دوری که ورودی آنها از تصاویر ماهواره ای به دست می آید برای تخمین برخی از پدیده ها، از جمله تابش خورشید استفاده می شود. تصاویر ماهواره ای این مزیت را دارند که سطح وسیعی را پوشش می دهند و تغییرات مکانی پدیده ها در آن قابل بررسی است. همچنین به علت پوشش زمانی و مکانی بیشتر، دقت بالاتری در مقایسه با اندازه گیری های زمینی دارند به دلیل این که اندازه گیری های زمینی به صورت نقطه ای انجام می شود و تعمیم دادن این نقاط به سطح با استفاده از روش های درونیابی دارای خطای بیشتری در مقایسه با، استفاده از تصاویر  ماهواره ای که داده ها در آن به صورت پیوسته است، می باشد. جمع آوری داده های ماهواره ای نیاز کمتری به عملیات نقشه برداری و کنترل زمینی دارند؛ بنابراین هزینه جمع آوری داده ها در واحد سطح به شدت کاهش می یابد همچنین با توجه به کمبود ایستگاه های دارای ادوات تابش سنجی در کشور و همچنین وجود خلاءهای آماری در ایستگاه های تشعشع سنجی نیاز به انجام و ادامه مطالعات کاملاً ضروری است.

برخلاف تابش فرازمینی که در هر ساعت از شبانه روز می توان آن را سنجید، تابش خورشیدی تنها در روز قابل تشخیص است(علوی پناه، 1388) برآورد مقادیر تابش رسیده به زمین با طول موج کوتاه در نقاط مختلف زمین به روش های مختلف انجام می شود
  • روش اول که بهترین و قابل اعتمادترین روش هست، دسترسی به داده های اندازه گیری شده توسط پیرانومتر می باشد.
  • روش دوم بر مبنای استفاده از یک سری روابط و مدل های ریاضی است، در این روش ها بین تابش طول موج کوتاه و یکی از عوامل آب و هوایی از قبیل ساعت آفتابی، رطوبت نسبی، مقدار پوشش ابر یا دمای حداقل و حداکثر که اندازه گیری آن آسانتر است، روابط رگرسیونی خطی یا غیرخطی برقرار می گردد که به روش های تجربی معروف هستند (رنجبر و رحیمی، 1390) ساعات آفتابی روزانه، دمای بیشینه و کمینه روزانه هوا و رطوبت نسبی از جمله پارامترهای هواشناسی هستند که در این مدل ها استفاده می شوند؛ اما این مدل ها نیز مخصوص منطقه خاصی بوده و در همه جا کاربرد ندارند. (رنجبر و رحیمی، 1390). مدل های تجربی زیادی با در نظر گرفتن این هدف برای برآورد تابش طول موج کوتاه خورشید ارائه شده است.
  • روش سوم بر پایه استفاده از داده های سنجش از دور، می باشد بیشتر ابزارهای سنجش از دور به گونه ای طراحی شده اند که می توانند دو نوع تابش زیر را تشخیص دهند (علوی پناه، 1388)
  • الف: تابش خورشیدی که از جو عبور کرده و به میزان مختلف از پدیده های سطح زمین گسیل می شود.
  • ب: تابش زمینی که به طور پیوسته از سطح پدیده های زمینی گسیل می شود.
تاکنون مطالعات زیادی در سطح جهان و ایران درباره برآورد تابش های مختلف خورشید با استفاده از تصاویر ماهواره ای انجام شده است که در ادامه، تعدادی از این مطالعات مورد بررسی قرار گرفته اند. لاین و همکاران ( 15 ) مدل فیزیکی برای تخمین تابش خورشیدی لحظه ای و روزانه بر پایه داده های سنجنده ی و داده های 6 ایستگاه اندازه گیری NOAA ماهواره AVHRR زمینی تابش خورشیدی در فنلاند ارائه دادند. از روی مقایسه لحظه ای تخمین های ماهواره ای با داده های اندازه گیری میانگین 15 دقیقه ای تابش خورشید در شرایط آسمان صاف، ضریب همبستگی 0.97 و خطای استاندارد 8% و تحت شرایط آسمان ابری و خطای استاندارد / 0 تا 83 / ابری، ضریب همبستگی بین 0.79 تا 0.83 و خطای استاندارد بین 27 تا 39 % به دست آمد. برای تخمین های روزانه، ضریب همبستگی بطور میانگین 0.95  و خطای استاندارد 7% در شرایط آسمان صاف و خطای استاندارد 11 تا 17 % در شرایط ابری به دست آمد. مفتی و همکاران ( 17 )، مدل جدیدی را برای تخمین تابش خورشیدی بر اساس طبقه بندی تصاویر ماهواره ای ارائه دادند. این مدل بر اساس تصاویر ماهواره ای هواشناسی و اندازه گیری زمینی تابش خورشیدی در موقعیت های مختلف در فرانسه در سال های بین 1994 تا 1995 ساخته شد. برای هر موقعیت شاخص پوشش ابر و شاخص روشنایی محاسبه شده و 3 معادله رگرسیون برای ارتباط شاخص پوشش ابر و شاخص روشنایی برای آسمان های صاف، نسبتاً ابری و کاملاً ابری تهیه گردید. این مدل بازده خوبی از تخمین تابش خورشیدی برای موقعیت های مختلف به دست آورد. بطوری که دارای خطای استاندارد 12 % تا 32 % بود.

کاربردها
ویژگی های استفاده از انرژی خورشیدی، می توان به موارد زیر اشاره کرد:
پاک و بدون آلودگی، بی پایان، رایگان و در دسترس، کاهش مصرف سوخت های فسیلی، امن و بی خطر
تابش خورشید رسیده به زمین به عنوان یکی از عوامل مورد نیاز برای مطالعات منابع آب، محیط زیست، کشاورزی و پوشش های نباتی، معماری همساز با اقلیم، طراحی سیستم های استفاده از انرژی های پاک کاربرد گسترده ای دارد. بعنوان مثال در بخش منابع انرژی می توان با استفاده از برآورد تابش خورشیدی و سایر پارامترها (جهت حرکت، ارتفاع، طول روز و ...) بهترین مکان ها را برای احداث نیروگاه های برقی خورشیدی مشخص نمود.
شکل (1) : مقدار کل تابش یعنی مقدار انرژی تابشی در مدت مشخص در هر متر مربع
•    میانگین تابش انرژی خورشید در ایران و مستعد بودن برای استفاده از آبگرمکن های خورشیدی

کلیدواژه ها: مدرسه سنجش از دور | سنجش از دور | تابش لحظه ای خورشید | سازمان فضایی ایران | سطح کاربرد |



CAPTCHA

دفعات مشاهده: 82 بار   |   دفعات چاپ: 13 بار   |   دفعات ارسال به دیگران: 0 بار   |   0 نظر