كيف تغير الشمس درجة الحرارة؟

الشمس عبارة عن مجال ضخم لإنتاج الطاقة والضوء من الغازات المتوهجة تجعل الحياة على الأرض ممكنة وتختلف درجة حرارة أقرب نجم لدينا بشكل كبير وليس بالطرق التي قد تدركها، إذن ما مدى حرارة الشمس وكيف تغير الشمس درجة الحرارة؟

درجة حرارة الشمس

في قلب الشمس ينتج بفضل الجاذبية ضغطًا ودرجة حرارة هائلة والتي يمكن أن تصل إلى أكثر من 27 مليون درجة فهرنهايت (15 مليون درجة مئوية) وتنضغط ذرات الهيدروجين وتندمج معًا مما ينتج الهيليوم وهذه العملية تسمى الاندماج النووي.

وينتج الاندماج النووي كميات هائلة من الطاقة وتشع الطاقة إلى الخارج ثم إلى سطح الشمس والغلاف الجوي وما وراءهما ومن القلب تنتقل الطاقة إلى المنطقة الإشعاعية حيث تنعكس لمدة تصل إلى مليون سنة قبل أن تنتقل إلى منطقة الحمل الحراري وهي الطبقة العليا من باطن الشمس.

وتنخفض درجة الحرارة هنا إلى أقل من 3.5 مليون درجة فهرنهايت (2 مليون درجة مئوية). تشكل الفقاعات الكبيرة من البلازما الساخنة حساءًا من الذرات المتأينة وتتحرك صعودًا إلى الغلاف الضوئي.

الغلاف الضوئي

تبلغ درجة الحرارة في الغلاف الضوئي حوالي 10000 درجة فهرنهايت (5500 درجة مئوية) وهنا يتم الكشف عن أشعة الشمس كضوء مرئي وتكون البقع الشمسية الموجودة على الغلاف الضوئي أبرد وأكثر قتامة من المنطقة المحيطة.

ويمكن أن تصل درجة الحرارة في وسط البقع الشمسية الكبيرة إلى 7،300 درجة فهرنهايت (4000 درجة مئوية).

طبقة الكروموسفير هي الطبقة التالية من الغلاف الجوي للشمس أكثر برودة قليلاً - حوالي 7800 درجة فهرنهايت (4320 درجة مئوية). وفقًا للمرصد الوطني للطاقة الشمسية (NSO) فإن الكروموسفير تعني حرفياً "كرة اللون".

وعادةً ما يكون الضوء المرئي من الكروموسفير ضعيفًا جدًا بحيث لا يمكن رؤيته مقابل الغلاف الضوئي الأكثر إشراقًا ولكن أثناء الكسوف الكلي للشمس عندما يغطي القمر الغلاف الضوئي ، يمكن رؤية الكروموسفير على أنه حافة حمراء حول الشمس.

تقول NSO على موقعها على الإنترنت: "يبدو الغلاف اللوني أحمر اللون بسبب كمية الهيدروجين الكبيرة الموجودة".

هالة الشمس

ترتفع درجات الحرارة بشكل كبير في الهالة والتي لا يمكن رؤيتها أيضًا إلا أثناء الكسوف حيث تتدفق البلازما إلى الخارج مثل النقاط على التاج. يمكن أن تسخن الهالة بشكل مدهش ، مقارنة بجسم الشمس. تتراوح درجات الحرارة من 1.7 مليون درجة فهرنهايت (1 مليون درجة مئوية) إلى أكثر من 17 مليون فهرنهايت (10 مليون درجة مئوية) ، وفقًا لـ NSO.

قال بيرنهارد فليك ، عالم مشروع وكالة الفضاء الأوروبية لمرصد الشمس والهيليوسفير (SOHO) التابع لناسا في بيان: "الهالة شديدة الحرارة ، وهي أسخن مئات المرات من الطبقات الموجودة بالأسفل". "نظرًا لأن مصدر طاقة الشمس يقع في المركز ، وعلى مستوى بسيط ، نتوقع أن تكون الهالة - الطبقة الخارجية - هي الأبرد." سوهو هي مجرد واحدة من عدة بعثات شمسية تستكشف هذا اللغز وغيره.

عندما يبرد الإكليل ، ويفقد الحرارة والإشعاع ، تنفجر المادة كالرياح الشمسية ، وتعبر أحيانًا مسار الأرض.

وقال جو جورمان ، عالم مشروع SOHO ، في نفس البيان: "بفضل SOHO ، هناك اعتراف عام متزايد بأننا نعيش في الغلاف الجوي الممتد لنجم نشط مغناطيسيًا".

كيف تغير الشمس درجة الحرارة؟

الشمس هي جسم كروي كبير ينتج الطاقة والضوء وتتكون الشمس من الكثير من الغازات المضيئة والشمس من أكبر الأجسام في النظام الشمسي فكيف تغير الشمس درجة حرارتها؟

• تنتقل الطاقة من الشمس من الفضاء عبر الإشعاع أو الموجات الكهرومغناطيسية ولكن عندما تصل هذه الطاقة لـ الأرض فإن الغلاف الجوي للأرض سوف يصدها ويمتص جزءًا صغيرًا من الطاقة الشمسية.
• ثم ينعكس جزء من الإشعاع الشمسي ويعود لـ الفضاء مرة ثانية ولكن هناك كمية موحدة من الطاقة الشمسية يمتصها سطح الأرض وتتحول هذه الطاقة الشمسية لـ طاقة حرارية تستخدم لضبط درجة حرارة القشرة الأرضية ودرجة حرارة الماء في سطح الأرض وتحت الغلاف
• بهذه الطريقة ستختلف درجة الامتصاص على سطح الأرض أو عكس الطاقة الشمسية اعتمادًا على لون السطح وطبيعته.
• على سبيل المثال تمتص الأسطح الداكنة والخشنة المزيد من الإشعاع المرئي بينما تمتص الأسطح ذات الألوان الفاتحة والأسطح اللامعة المزيد من الإشعاع المرئي.
• وتتناقض الأسطح مع الإشعاع الساقط عليها وتوزع هذه الاختلافات درجة الحرارة بطرق متعددة وبالتالي تؤثر على درجة الحرارة.

كيف تؤثر الشمس على درجة الحرارة؟

هل فكرت يومًا في كيفية تأثير الشمس على درجة الحرارة؟ نعلم أن الشمس تمد الأرض بالضوء والحرارة ولكن كيف؟ ماذا يحدث عندما يتم حجب أشعة الشمس؟ دعونا نتعلم المزيد عن كيف تبقينا الشمس دافئين.

هل سبق لك أن خرجت من المنزل في يوم مشمس دافئ وفجأة تذهب الشمس خلف سحابة وتبدو درجة الحرارة وكأنها تنخفض عدة درجات؟ قد تكون اختبرت طاقة الشمس وما يحدث عندما يتم حظر هذه الطاقة.

تحصل الأرض على حرارة من الطاقة الموجودة في أشعة الشمس وتأخذ هذه الطاقة بعيدًا وستقل كمية الحرارة المعطاة للأرض وهذا ما يحدث عندما تحجب الغيوم حتى كمية صغيرة من ضوء الشمس.

ولا تحجب الغيوم ضوء الشمس فحسب، بل تحجب الطاقة اللازمة لزيادة درجة الحرارة ويتغير ضوء الشمس مع الفصول.
عندما تضرب أشعة الشمس الأرض ترتفع درجة حرارة الأرض نفسها وهذا بدوره يسخن الجو وهذه هي درجة الحرارة الفعلية التي نشعر بها ونقيسها باستخدام مقياس حرارة.

يتم تحديد درجة حرارة الغلاف الجوي للأرض أيضًا من خلال الزاوية التي يضرب بها ضوء الشمس الأرض. بغض النظر عن الموسم - الصيف أو الشتاء أو الربيع أو الخريف - تشرق نفس الشمس بنفس القدر من السطوع على الأرض. لذا ، إذا كان ضوء الشمس ساطعًا تمامًا في جميع أوقات السنة ، فلماذا تختلف درجات الحرارة؟
في الصيف تكون الشمس في السماء مباشرة وتضرب أشعتها الأرض مباشرة وفي أشهر الشتاء تجلس الشمس في الأفق ويؤدي هذا إلى اصطدام الأشعة بالأرض بزاوية، إن زاوية أشعة الشمس هي التي تصنع الفارق في كيفية تسخين الأرض.

تضرب أشعة الشتاء الأرض بزاوية تقطعها عبر الغلاف الجوي لمسافة أطول من المسار المباشر الذي تنتقل إليه الأشعة خلال أشهر الصيف. وتتسبب المسافة الطويلة المقطوعة في انتشار بعض الطاقة من أشعة الشمس عبر الغلاف الجوي بحيث لا يكون لديها نفس القدر من الطاقة مثل ضوء الشمس الذي يضرب الأرض في الصيف عندما يضرب ضوء الشمس الأرض. وهذا يعني أن ضوء الشمس لن يسخن الأرض في الشتاء بقدر ما هو في الصيف.

أشعة الشمس

جرب هذا النشاط لتوضيح الطريقة التي يضرب بها ضوء الشمس الأرض في أوقات مختلفة من العام، يمكنك في الواقع رؤية الفرق الذي تحدثه زاوية ضوء الشمس.

• احصل على مصباح يدوي وقطعة من الورق الأبيض وامسك المصباح مباشرة فوق الورقة وهذا يوضح هذا أن الشمس تسطع مباشرة على الأرض في أشهر الصيف ولاحظ دائرة الضوء على الورقة. قد ترغب حتى في رسم الدائرة بقلم رصاص.
• بعد ذلك قم بإمالة المصباح بحيث يضرب الضوء الورقة بزاوية. لاحظ أن الضوء ليس ساطعًا كما كان من قبل وأن الضوء أكثر انتشارًا عبر الورقة. يوضح هذا زاوية الشمس خلال أشهر الشتاء. تتبع منطقة الضوء هذه إذا كنت تريد. ثم قارن بين المجالين اللذين حددتهما.