Đang tải... (xem toàn văn)
Đối với cuộc sống của loài người, năng lượng Mặt Trời là một nguồn năng lượng tái tạo quý báu. Có thể trực tiếp thu lấy năng lượng này thông qua hiệu ứng quang điện, chuyển năng lượng các p
PHÁƯN I MÀÛT TRÅÌI V NÀNG LỈÅÜNG MÀÛT TRÅÌI Màût tråìi l mäüt nhỉỵng ngäi phạt sạng m ngỉåìi cọ thãø quan sạt âỉåüc v trủ Màût tråìi cng våïi cạc hnh tinh v cạc thiãn thãø ca tảo nãn hãû màût tråìi nàịm di Ngán H cng våïi hng t hãû màût tråìi khạc Màût tråìi ln phạt mäüt ngưn nàng lỉåüng khäøng läư v mäüt pháưn ngưn nàng lỉåüng âọ truưn bàịng bỉïc xả âãún trại âáút chụng ta Trại âáút v Màût tråìi cọ mäúi quan hãû chàût ch, chênh bỉïc xả màût tråìi l úu täú quút âënh cho sỉû täưn tải ca sỉû säúng trãn hnh tinh ca chụng ta Nàng lỉåüng màût tråìi l mäüt cạc ngưn nàng lỉåüng sảch v vä táûn v l ngưn gäúc ca cạc ngưn nàng lỉåüng khạc trãn trại âáút Con ngỉåìi â biãút táûn hỉåíng ngưn nàng lỉåüng q giạ ny tỉì ráút láu, nhiãn viãûc khai thạc, sỉí dủng ngưn nàng lỉåüng ny mäüt cạch hiãûu quaớ nhỏỳt thỗ vỏựn laỡ vỏỳn õóử maỡ chuùng ta âang quan tám CHỈÅNG MÀÛT TRÅÌI V TRẠI ÂÁÚT 1.1 CÁÚU TRỤC CA MÀÛT TRÅÌI Màût tråìi l mọỹt khọỳi khờ hỗnh cỏửu coù õổồỡng kờnh 1,390.106km (lồùn hån 110 láưn âỉåìng kênh Trại âáút), cạch xa trại âáút 150.106km (bàịng mäüt âån vë thiãn vàn AU ạnh sạng Màût tråìi cáưn khong âãø vỉåüt qua khong ny âãún Trại âáút) Khäúi lỉåüng Màût tråìi khong Mo =2.1030kg Nhiãût âäü To trung tám màût tråìi thay õọứi khoaớng tổỡ 10.106K õóỳn 20.106K, trung bỗnh khoaớng 15600000 K ÅÍ nhiãût âäü váûy váût cháút khäng thóứ giổợ õổồỹc cỏỳu truùc Hỗnh 1.1 Bón ngoaỡi mỷt tråìi tráût tỉû thäng thỉåìng gäưm cạc ngun tỉí v phán tỉí Nọ tråí thnh plasma âọ cạc hảt nhán ca ngun tỉí chuøn âäüng tạch biãût våïi cạc electron Khi cạc hảt nhán tỉû cọ va chảm våïi s xút hiãûn nhỉỵng vủ näø nhiãût hảch Khi quan sạt cháút ca váût cháút ngüi hån trón bóử mỷt nhỗn thỏỳy õổồỹc cuớa Mỷt trồỡi, caùc nh khoa hc â kãút lûn ràịng cọ phn ỉïng nhiãût hảch xy åí lng Màût tråìi Vãư cáúu trục, Màût tråìi cọ thãø chia lm vng, táút c håüp thnh mäüt khäúi cáưu khê khäøng läư (hỗnh 1.2) Vuỡng giổợa goỹi laỡ nhỏn hay loợi coù nhỉỵng chuøn âäüng âäúi lỉu, nåi xy nhỉỵng phn ỉïng nhiãût hảt nhán tảo nãn ngưn nàng lỉåüng màût tråìi, vng ny cọ bạn kênh khong 175.000km, khäúi lỉåüng riãng 160kg/dm3, nhiãût âäü ỉåïc tỉì 14 âãún 20 triãûu âäü, ạp sút vo khong hng tràm t atmotphe Vng kãú tiãúp Vng quang cáưu Bỉïc xả kh kiãún, häưng v tỉí Vng âäúi lỉu Phọng xả Vng trung gian Li Neutrino Sàõc quøn Vãút âen Tai lổớa Tia bổùc xaỷ X vaỡ Hỗnh 1.2 Cáúu trục ca Màût tråìi l vng trung gian cn gi l vng “âäøi ngỉåüc” qua âọ nàng lỉåüng truưn tỉì ngoi, váût cháút åí vng ny gäưm cọ sàõt (Fe), can xi (Ca), nạt ri (Na), stronti (Sr), cräm (Cr), kãưn (Ni), cạcbon ( C), silêc (Si) v cạc khê hiârä (H2), hãli (He), chiãưu dy vng ny khong 400.000km Tiãúp theo l vng “âäúi lỉu” dy 125.000km v vng “quang cáưu” cọ nhiãût âäü khong 6000K, dy 1000km, åí vng ny gäưm cạc bt khê säi sủc, cọ chäù tảo cạc vãút âen, l cạc häú xoạy cọ nhiãût âäü tháúp khong 4500K v cạc tai lỉía cọ nhiãût âäü tỉì 7000K -10000K Vng ngoaìi cuìng laì vuìng báút âënh vaì goüi laì “khê quøn” ca Màût tråìi Nhiãût âäü bãư màût ca Màût tråìi l 5762K nghéa l cọ giạ trë â låïn âãø cạc ngun tỉí täưn tải trảng thại kêch thêch, âäưng thåìi â nh âãø åí âáy thènh thoaớng laỷi xuỏỳt hióỷn nhổợng nguyón tổớ bỗnh thổồỡng vaỡ cạc cáúu trục phán tỉí Dỉûa trãn cå såí phán têch cạc phäø bỉïc xả v háúp thủ ca Màût tråìi ngỉåìi ta xạc âënh âỉåüc ràịng trãn màût tråìi coù ờt nhỏỳt 2/3 sọỳ nguyón tọỳ tỗm thỏỳy trón Trại âáút Ngun täú phäø biãún nháút trãn Màût tråìi l ngun täú nhẻ nháút Hydrogen Váût cháút ca Màût tråìi bao gäưm khong 73.46% l Hydrogen v gáưn 24,85% l Hãlium, cn lải l cạc ngun täú v cạc cháút khạc Oxygen 0,77%, Carbon 0,29%, Iron 0,16%, Neon 0,12%, Nitrogen 0,09%, Silicon 0,07%, Magnesium 0,05% vaì Sulphur 0,04% Ngưn nàng lỉåüng bỉïc xả ch úu ca Màût tråìi l phn ỉïng nhiãût hảch täøng håüp hảt nhán Hrä, phn ỉïng ny âỉa âãún sỉû tảo thnh Hãli Hảt nhán ca Hrä cọ mäüt hảt mang âiãûn dỉång l proton Thäng thỉåìng nhỉỵng hảt mang âiãûn cng dáúu âáøy nhau, nhỉng åí nhiãût âäü â cao chuøn âäüng ca chụng s nhanh tåïi mỉïc chụng cọ thãø tiãún gáưn tåïi åí mäüt khong cạch m åí âọ cọ thãø kãút håüp våïi dỉåïi tạc dủng ca cạc lỉûc hụt Khi âọ cỉï hảt nhán Hrä lải tảo mäüt hảt nhán Hãli, Neutrino v mäüt lỉåüng bỉïc xả γ (1.1) 4H11 → He24 + Neutrino + γ Neutrino l hảt khäng mang âiãûn, ráút bãưn v cọ kh nàng âám xun ráút låïn Sau phn ỉïng cạc Neutrino láûp tỉïc råìi phảm vi màût tråìi v khäng tham gia vo cạc “biãún cọỳ sau õoù Trong quaù trỗnh dióựn bióỳn cuớa phaớn ỉïng cọ mäüt lỉåüng váût cháút ca Màût tråìi bë máút âi Khäúi lỉåüng ca Màût tråìi âọ mäùi giáy gim chỉìng 4.106 táún, nhiãn theo cạc nh nghiãn cỉïu, trảng thại ca Màût tråìi váùn khäng thay âäøi thåìi gian hng t nàm nỉỵa Mäùi ngy Màût tråìi sn xút mäüt ngưn nàng lỉåüng qua phn ỉïng nhiãût hảch lãn âãún 9.1024kWh (tỉïc l chỉa âáưy mäüt pháưn triãûu giáy Màût tråìi â gii phọng mäüt læåüng nàng læåüng tæång âæång våïi täøng säú âiãûn nàng sn xút mäüt nàm trãn Trại âáút) 1.2 PHN ỈÏNG HẢT NHÁN TRONG MÀÛT TRÅÌI 1.2.1 Phn ổùng tọứng hồỹp haỷt nhỏn Hóli Trong quaù trỗnh hỗnh thnh, nhiãût âäü bãn Màût tråìi s tàng dáưn Khi vng tám màût tråìi âảt nhiãût âäü T≥ 107K, thỗ coù õuớ õióửu kióỷn õóứ xaớy phaớn ổùng tọứng hồỹp Hóli tổỡ Hyõrọ, theo phổồng trỗnh: (1.2) 4H1 → He4 + q Âáy l phn ỉïng sinh nhiãût q = ∆m.c , âoï c = 3.108m/s l váûn täúc ạnh sạng chán khäng, ∆m = (4mH - mHe) l khäúi lỉåüng bë hủt, âỉåüc biãún thaỡnh nng lổồỹng theo phổồng trỗnh Einstein Mọựi 1kg haỷt nhỏn H1 chuyóứn thaỡnh He4 thỗ bở huỷt mọỹt khọỳi lỉåüng ∆m = 0,01kg, v gii phọng nàng lỉåüng: (1.3) q = ∆m.c2 = 0,01.(3.108)2 = 9.1014 J Læåüng nhiãût sinh s lm tàng ạp sút khäúi khê, khiãún màût tråìi phạt ạnh sạng v bỉïc xả, v nåí cho âãún cán bàịng våïi lỉûc háúp dáùn Mäùi giáy Màût tråìi tiãu hy hån 420 triãûu táún hrä, gim khäúi lỉåüng ∆m = 4,2 triãûu táún v phạt nàng lỉåüng Q = 3,8.1026W Giai âoản âäút Hrä ca Màût tråìi â âỉåüc khåíi âäüng cạch âáy 4,5 t nàm, v cn tiãúp tủc khong 5,5 t nàm nỉỵa 1.2.2 Phn ỉïng täøng håüp Cạcbon v cạc ngun täú khạc Khi nhiãn liãûu H2 dng sàõp hãút, phn ỉïng täøng håüp He s úu dáưn, ạp lỉûc bỉïc xả bãn khäng â mảnh âãø cán bàịng lỉûc nẹn háúp dáùn, khiãún thãø têch co laûi Khi co laûi, khê He bãn bë nẹn nãn nhiãût âäü tàng dáưn, cho âãún âảt tåïi nhiãût âäü 108K, s xy phn ỉïng täøng håüp nhán Cacbon tỉì He : (1.4) 3He4 → C12 + q Phn ỉïng ny xy åí nhiãût âäü cao, täúc âäü låïn, nãn thåìi gian chạy He chè bàịng 1/30 thåìi gian chạy H2 khong 300 triãûu nàm Nhiãût sinh phn ỉïng lm tàng ạp sút bỉïc xả, khiãún ngäi nåí hng tràm láưn so våïi trỉåïc Lục ny màût ngoi nhiãût âäü khong 4000K, cọ mu â, nãn gi l â khäøng läư Vo thåìi âiãøm l â khäøng läư, Màût tråìi s nút chỉíng Thy v Kim, nung Trại âáút âãún 1500K thnh mäüt hnh tinh nọng chy, kãút thục sỉû säúng tải âáy Kãút thuùc quaù trỗnh chaùy He, aùp lổỷc giaớm, lỉûc háúp dáùn ẹp co lải, lm máût âäü v nhiãût âäü tàng lãn, âãún T= 5.106K s xy phn ỉïng tảo Oxy: 4C12→ 3O16 + q (1.5) Quaù trỗnh chaùy xaớy nhổ trón, vồùi tọỳc õọỹ tng dỏửn vaỡ thồỡi gian ngừn dỏửn Chu trỗnh chaùy - tàõt - nẹn - chạy âỉåüc tàng täúc, liãn tiãúp thỉûc hiãûn cạc phn ỉïng tảo ngun täú måïi O16 -> Ne20 -> Na22 -> Mg24 -> Al26 -> Si28 -> P30 -> S32 -> -> Cr52 -> Mn54 -> Fe56 Cạc phn ỉïng trãn â tảo hån 20 ngun täú, táûn cng l Fe56 (gäưm 26 proton vaỡ 30 netron), toaỡn bọỹ quaù trỗnh õổồỹc tng täúc, xy chè vi triãûu nàm Sau tảo Fe56, chùi phn ỉïng hảt nhán ngäi kóỳt thuùc, vỗ vióỷc tọứng hồỹp sừt thaỡnh nguyón täú nàûng hån khäng cọ âäüü hủt khäúi lỉåüng, khäng phạt sinh nàng lỉåüng, m cáưn phi cáúp thãm nàng lỉåüng 1.3 TRẠI ÂÁÚT V KHÊ QUØN CA TRẠI ÂÁÚT Traùi õỏỳt õổồỹc hỗnh thaỡnh caùch õỏy gỏửn tyớ nàm tỉì mäüt vnh âai bủi khê quay quanh Màût tråìi, kãút tủ thnh mäüt qu cáưu xäúp tỉû xoay v quay quanh Màût tråìi Lỉûc háúp dáùn ẹp qu cáưu co lải, khiãún nhiãût âäü tàng lãn hng ngn âäü, lm nọng chy qu cáưu, âọ cạc nguyón tọỳ nỷng nhổ Sừt vaỡ Niken chỗm dỏửn vaỡo tám tảo li qu âáút, xung quanh l magma lng, ngoi cng l khê quøn så khai gäưm H2, He, H2O, CH4, NH3 v H2SO4 Trại âáút tiãúp tủc quay, ta nhiãût v ngüi dáưn Cạch âáy 3,8 t nàm nhiãût âäü Trại âáút â ngüi âãø Silicat näøi lãn trãn 10 màût magma räưi âäng cỉïng lải, tảo v trại âáút dy khong 25km, våïi nụi cao, âáút bàịng v häú sáu Nàng lỉåüng phọng xả lng âáút våïi bỉïc xả Màût tråìi tiãúp tủc gáy cạc biãún âäøi âëa táưng, v tảo thãm H2O, N2, O2, CO2 khê quyãøn Khê quyãøn nguäüi dáön âãún âäü nỉåïc ngỉng tủ, gáy mỉa kẹo di hnh triãûu nàm, tảo säng häư, biãøn v âải dỉång Cạch âáy gáưn t nàm, nhỉỵng sinh váût âáưu tiãn xút hiãûn nỉåïc, sau âọ phạt triãøn thnh sinh váût cáúp cao v tiãún hoạ thnh ngỉåìi Trại âáút, hnh tinh thỉï tỉì Màût tråìi, cng våïi Màût tràng, mäüt vãû tinh nháút tảo mäüt hãû thäúng hnh tinh kẹp âàûc biãût Trại âáút l hnh tinh låïn nháút säú cạc hnh tinh bãn ca hãû màût tråìi våïi âỉåìng kênh ồớ xờch õaỷo 12.756 km Nhỗn tổỡ khọng gian, Traùi âáút cọ mu xanh, náu v xanh lạ cáy våïi nhỉỵng âạm máy tràõng thỉåìng xun thay âäøi Bãư màût Trại âáút cọ mäüt âàûc m khäng mäüt hnh tinh no khạc cọ: hai trảng thại ca váût cháút cng täưn tải bãn åí c thãø ràõn v thãø lng Vng ranh giåïi giỉỵa biãøn v âáút liãưn l nåi nháút v trủ cọ váût cháút hiãûn hỉỵu äøn âënh c thãø ràõn, lng v khê Hnh tinh trại âáút di chuøn trãn mäüt qu âảo gáưn ellip, Màût tråìi khäng åí tám ca ellip, m l tải tiãu âiãøm Trong thåìi gian mäüt nàm, cọ Trại âáút gáưn, cọ xa Mỷt trồỡi õọi chuùt, vỗ quyợ õaỷo ellip cuớa noù gỏửn nhổ hỗnh troỡn Haỡng nm, vaỡo thaùng giãng, Trại âáút gáưn Màût tråìi hån so våïi vo thạng khong triãûu km, sỉû sai biãût ny quạ nh so våïi khong cạch màût tråìi âãún Trại âáút Chụng ta khäng cm nháûn âỉåüc sỉû khạc biãût ny mäüt vng quay ca Trại âáút quanh Màût tråìi, hay mäüt nàm, sỉû khạc biãût vãư khong caùch naỡy hỏửu nhổ khọng aớnh hổồớng gỗ õóỳn muỡa âäng v ma h trãn trại âáút, chè cọ âiãưu l vo ma âäng chụng ta åí gáưn Màût tråìi hån so våïi ma h chụt êt 11 Trại âáút chuøn Cỉûc Bàõc âäüng quanh Màût tråìi, âäưng thåìi cng tỉû quay quanh trủc ca Trong thåìi gian quay mäüt vng quanh Màût tråìi, Trại âáút quay 365 v 1/4 vng quanh trủc Chuøn âäüng quay quanh Màût tråìi tảo nãn bäún ma, chuøn âäüng quay Xêch âảo quanh trủc tảo nãn ngy v âãm trãn Trại Cỉûc Nam âáút Trủc quay ca Trại âáút khäng thàóng gọc Hỗnh 1.3 Traùi õỏỳt vồùi mỷt phúng quyợ õaỷo, bồới thãú chụng ta cọ ma âäng v ma h Trại õỏỳt quay, vỗ thóỳ õọỳi vồùi chuùng ta õổùng trón Traùi õỏỳt coù veớ nhổ caùc vỗ cọỳ õởnh âỉåüc gàõn chàût våïi qu cáưu báưu tråìi quay xung quanh chụng ta Chuøn âäüng quay ca Trại âáút khäng quạ nhanh âãø lỉûc ly tám ca cọ thãø bàõn chụng ta ngoi khäng gian Lỉûc ly tám tạc dủng lãn mi váût cng quay theo Trại âáút, nhỉng vä cng nh Lỉûc ly tám låïn nháút åí xêch âảo kẹo mi váût thãø lãn phêa trãn vaỡ laỡm chuùng nheỷ õi chuùt ờt Vỗ thóỳ, moỹi váût thãø åí xêch âảo cán nhẻ hån nàm pháưn ngn so våïi åí hai cỉûc Háûu qu ca chuøn âäüng quay lm cho Trại âáút khäng cn âụng l qu cáưu trn âãưu nỉỵa m lỉûc ly tám lm cho noù phỗnh ồớ xờch õaỷo mọỹt chuùt (hỗnh 1.3) Sỉû sai khạc ny thỉûc khäng âạng kãø, bạn kênh Trại âáút åí xêch âảo l 6.378.140km, låïn hån khong cạch tỉì cỉûc âãún tám Trại âáút l gáưn 22km 12 Sỉû säúng chè hiãûn hỉỵu nháút trãn Trại âáút Trãn cạc hnh tinh khạc gáưn chuùng ta nhỏỳt nhổ Kim thỗ quaù noùng vaỡ Ha quạ lảnh Nỉåïc trãn Kim â bäúc thnh håi nỉåïc, cn nỉåïc trãn Ho â âọng thnh bàng bãn dỉåïi bãư màût ca Chè cọ hnh tinh ca chụng ta l ph håüp cho nỉåïc åí thãø lng våïi nhiãût âäü tỉì 0oC âãún 100oC Xung quanh Trại âáút cọ låïp khê quøn dy khong H = 800km chỉïa N2, O2, H2O, CO2, NOx, H2, He, Ar, Ne Ạp sút v khäúi lỉåüng riãng ca khê quøn gim dáưn våïi âäü cao y theo quy luáût: (1.6) p(y) = p0.(1 - (g/(Cp.T0)).y)Cp/R Cv/R (1.7) ρ(y) = ρ0(1 - (g/(Cp.T0)).y) Khê quyãøn taïc âäüng âãún nhiãût âäü trãn hnh tinh ca chụng ta Cạc vủ phun tro nụi lỉía cng våïi cạc hoảt âäüng ca ngỉåìi lm nh hỉåíng âãún cạc thnh pháưn cáúu taỷo cuớa khờ quyóứn Vỗ thóỳ, hóỷ sinh thaùi trón hnh tinh chụng ta l kãút qu ca sỉû cán bàịng mong manh giỉỵa cạc nh hỉåíng khạc Trong quạ khỉï, hãû sinh thại ny l mäüt hãû thäúng cán bàịng tỉû âiãưu chènh, nhỉng ngy tạc âäüng ca ngỉåìi cọ thãø âang l ngun nhán lm vỉåüt qua trảng thại cán bàịng ny Låïp khäng khê bao quanh Trại âáút cọ thãø têch khong 270 triãûu km v nàûng khong 5.300 t táún â lón thỏn thóứ chuùng ta Nhổợng gỗ maỡ chuùng ta cm nháûn âỉåüc chè xy táưng tháúp nháút, cao khong 18km ca cäüt khäng khê khäøng läư ny, nhiãn, pháưn nh ny lải âọng vai tr quan trng nháút âäúi våïi sỉû säúng trãn hnh tinh ca chụng ta Trong khäng khê chỉïa khong 78% phán tỉí nitå vaì 21% oxy cuìng våïi 1% argon vaì mäüt säú cháút khê khạc v håi nỉåïc âọ cọ khong 0,03% khê cạcbonic Màûc dáưu hm lỉåüng khê cạcbonic ráút nh, nhỉng lải âọng mäüt vai tr quan trng âäúi våïi sỉû säúng trãn trại âáút 13 Cng lãn cao ạp sút khäng khê gim v nhiãût âäü cng thay âäøi ráút nhiãưu, nhiãn nhiãût âäü ca khäng khê khäng xúng mäüt cạch âån gin chụng ta tiãún ngoaìi khäng gian, nhiãût âäü khäng khê giaớm vaỡ tng theo mọỹt chu trỗnh nhỏỳt õởnh (hỗnh 1.4) Nhiãût âäü åí mäùi táưng tỉång ỉïng våïi mỉïc têch tủ v loải nàng lỉåüng tạc âäüng táưng âọ Khê quøn ca Trại âáút cọ thãø chia lm táưng, âọ mäùi táưng cọ mäüt kiãøu cán bàịng nàng lỉåüng khạc Táưng dỉåïi cng nháút gi l táưng âäúi lỉu (Troposphere) táưng ny bë chi phäúi båíi ạnh sạng kh kiãún v tia häưng ngoải, gáưn 95% täøng säú khäúi lỉåüng v ton bäü nỉåïc khê quøn phán bäú táưng ny táưng âäúi lỉu cao chè khong 14km Gáưn ton bäü sỉû trao âäøi nàng lỉåüng giỉỵa khê quøn v Trại âáút xy táưng ny Màût âáút v màût biãøn bë hám nọng lãn båíi Quøn tỉì Thỉåüng táưng khê quøn Tỏửng õióỷn ly Tỏửng giổợa Tỏửng bỗnh lổu Tỏửng õọỳi lổu (K) Hỗnh 1.4 Sổỷ thay õọứi nhióỷt õọỹ theo âäü cao ca cạc táưng khê quøn 14 Trong táưng giỉỵa (Mesosphere), cọ âäü cao tỉì 50km tråí lãn, ozon thỗnh lỗnh moớng vaỡ nhióỷt õọỹ giaớm dỏửn vaỡ lãn âãún ranh giåïi cao nháút ca táưng ny (khong 80km) thỗ nhióỷt õọỹ chố khoaớng -90oC Caỡng lón cao nhiãût âäü bàõt âáưu tàng tråí lải v sỉû cáúu tảo ca khê quøn thay âäøi hon ton Trong ồớ tỏửng dổồùi caùc quaù trỗnh cồ hoỹc vaỡ tỏửng giổợa caùc quaù trỗnh hoaù hoỹc xaớy rỏỳt tióu bióứu, thỗ tỏửng cao nhỏỳt cuớa khờ quyóứn caùc quaù trỗnh dióựn rỏỳt khaùc bióỷt Nhióỷt lổồỹng bỉïc xả ráút mảnh ca màût tråìi lm tạch cạc phán tỉí âãø tảo thnh cạc ion v electron Vỗ thóỳ ngổồỡi ta goỹi tỏửng naỡy laỡ tỏửng õióỷn ly (Ionosphere) cạc sọng âiãûn tỉì bë phn xả táưng ny Cng lãn cao, bỉïc xả màût tråìi cng mảnh, åí âäü cao khong 600km, nhiãût âäü lãn âãún 1000oC Cng lãn cao khê quøn cng mng v khäng cọ mäüt ranh giåïi r rng phán biãût giỉỵa khê quøn ca trại âáút v khäng gian Ngỉåìi ta thäúng nháút ràịng khê quøn chøn ca trại âáút cọ âäü cao 800km 16 CHỈÅNG NÀNG LỈÅÜNG BỈÏC XẢ MÀÛT TRÅÌI 2.1 BỈÏC XẢ MÀÛT TRÅÌI Trong ton bäü bỉïc xả ca Màût tråìi, bỉïc xả liãn quan trỉûc tiãúp âãún cạc phn ỉïng hảt nhán xy nhán màût tråìi khäng quạ 3% Bỉïc xả γ ban âáưu âi qua 5.105km chiãưu dy ca låïp váût cháút Màût tråìi bë biãún âäøi ráút mảnh Táút c cạc dảng ca bỉïc xả âiãûn tỉì âãưu cọ bn cháút sọng v chụng khạc åí bỉåïc sọng Bỉïc xả laỡ soùng ngừn nhỏỳt caùc soùng õoù (Hỗnh 2.1), tỉì tám Màût tråìi âi sỉû va chảm hồûc tạn xả m nàng lỉåüng ca chụng gim âi v báy giåì chụng ỉïng våïi bỉïc xả cọ bỉåïc sọng di Nhỉ váûy bỉïc xả chuøn thnh bỉïc xả Rånghen cọ bỉåïc sọng di hån Gáưn âãún bãư màût Màût tråìi nåi cọ nhiãût âäü â tháúp âãø cọ thãø täưn tải váût cháút trảng thại ngun tỉí v cạc cå chãú khạc bàõt âáưu xy ÂÄÜ DI BỈÅÏC SỌNG ( 10exp -8 10exp -6 10exp -4 10exp -2 10exp 10exp 10exp 10exp 10exp 10exp 10 Bỉïc xả nhiãût Tỉí Tia Gamma Radar, TV, Radio 25 Tia Cosmic Tia X Ạnh sạng tháúy 0.38 - 0.78 Gáưn xa Tia häưng Radio Sọng ngàõn Radio Sọng di Nng lổồỹng mỷt trồỡi Hỗnh1.1: Daợi bổùc xaỷ õióỷn tổỡ Hỗnh 2.1 Daới bổùc xaỷ õióỷn tổỡ 17 ỷc trổng ca bỉïc xả màût tråìi truưn khäng gian bãn ngoi Màût tråìi l mäüt phäø räüng âọ cỉûc âải ca cỉåìng âäü bỉïc xả nàịm di 10-1 - 10 µm v háưu mäüt nỉía täøng nàng lỉåüng màût tråìi táûp trung khong bỉåïc sọng 0,38 - 0,78 àm õoù laỡ vuỡng nhỗn thỏỳy cuớa phọứ Chm tia truưn thàóng tỉì Màût tråìi gi l bỉïc xả trỉûc xả Täøng håüp cạc tia trỉûc xả v tạn xả gi l täøng xả Máût âäü dng bỉïc xả trỉûc xả åí ngoi låïp khê quøn, âäúi våïi våïi 1m2 bãư màût âàût vng gọc våïi tia bỉïc xả, âỉåüc theo cäng thỉïc: q = ϕ D _ T C (T / 100 ) (2.1) ÅÍ âáy : ϕ D − T - hãû säú gọc bỉïc xả giỉỵa Trại âáút v Màût tråìi ϕ D −T = β / β (2.2) - goùc nhỗn mỷt trồỡi vaỡ 32 nhổ hỗnh 2.2 C0 = 5,67 W/m2.K4 - hóỷ sọỳ bổùc xả ca váût âen tuût âäúi T ≈ 5762 oK - nhiãût âäü bãư màût Màût tråìi (xem giäúng váût âen tuyãût âäúi) Màût tråìi D = 390 000 km Traïi âáút 32' D'= 12 700 km 149 500 000 km 1.7% Hỗnh 1.2 : Goùc nhỗn mỷ trồỡi Hỗnh 2.2 Goùc nhỗn Mỷt ttrồỡi 18 Vỏỷy ⎛ 2.3,14.32 ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ 360.60 ⎠ 5,67.⎛ 5762 ⎞ q= ⎜ ⎟ ≈ 1353 W/m2 ⎝ 100 ⎠ (2.3) Do khong cạch giỉỵa Trại âáút v Màût tråìi thay âäøi theo muìa nàm nãn β cng thay âäøi, âọ q cng thay âäøi nhỉng âäü thay âäøi ny khäng låïn làõm nãn cọ thãø xem q l khäng âäøi v âỉåüc gi l hàịng säú màût tråìi Khi truưn qua låïp khê quøn bao bc quanh Trại âáút, cạc chm tia bỉïc xả bë háúp thủ v tạn xả båíi táưng äzän, håi nỉåïc v bủi khê quøn, chè mäüt pháưn nàng lỉåüng âỉåüc truưn trỉûc tiãúp tåïi Trại âáút Âáưu tiãn äxy phỏn tổớ bỗnh thổồỡng O2 phỏn ly thaỡnh ọxy nguyón tỉí O, âãø phạ våỵ liãn kãút phán tỉí âọ, cáưn phi cọ cạc photon bỉåïc sọng ngàõn hån 0,18µm, âọ cạc photon (xem bỉïc xả cạc hảt råìi rảc - photon) cọ nàng lỉåüng váûy bë háúp thủ hon ton Chè mäüt pháưn cạc ngun tỉí äxy kãút håüp thnh cạc phán tỉí, cn âải âa säú cạc ngun tỉí tỉång tạc våïi cạc phán tỉí äxy khạc âãø tảo thnh phán tỉí äzän O3, äzän cng háúp thủ bỉïc xả tỉí nhỉng våïi mỉïc âäü tháúp hån so våïi äxy, dỉåïi tạc dủng ca cạc photon våïi bỉåïc sọng ngàõn hån 0,32µm, sỉû phán tạch O3 thnh O2 v O xy Nhỉ váûy háưu ton bäü nàng lỉåüng ca bỉïc xả tỉí ngoaỷi õổồỹc sổớ duỷng õóứ trỗ quaù trỗnh phỏn ly v håüp nháút ca O, O2 v O3, âọ laỡ mọỹt quaù trỗnh ọứn õởnh Do quaù trỗnh naỡy, âi qua khê quøn, bỉïc xả tỉí biãún âäøi thnh bỉïc xả våïi nàng lỉåüng nh hån Cạc bổùc xaỷ vồùi bổồùc soùng ổùng vồùi caùc vuỡng nhỗn tháúy v vng häưng ca phäø tỉång tạc våïi cạc phán tỉí khê v cạc hảt bủi ca khäng khê nhỉng khäng phạ våỵ cạc liãn kãút ca chụng, âọ cạc photon bë tạn xả khạ âãưu theo mi hỉåïng v mäüt säú photon quay tråí lải khäng gian v trủ Bỉïc xả chëu dảng tạn xả âọ ch úu l bỉïc xả cọ 19 bỉåïc sọng ngàõn nháút Sau phn xả tỉì cạc pháưn khạc ca khê quøn bỉïc xả tạn xả âi âãún chụng ta mang theo mu xanh lam ca báưu tråìi sạng v cọ thãø quan sạt âỉåüc åí nhỉỵng âäü cao khäng låïn Cạc git nỉåïc cng tạn xả ráút mảnh bỉïc xả màût tråìi Bỉïc xả màût tråìi âi qua khê quøn cn gàûp mäüt tråí ngải âạng kãø nỉỵa âọ l sỉû háúp thủ ca cạc pháưn tỉí håi nỉọc, khê cạcbänic v cạc håüp cháút khạc, mỉïc âäü ca sỉû háúp thủ ny phủ thüc vo bỉåïc sọng, mảnh nháút åí khong giỉỵa vng häưng ca phäø Pháưn nàng lỉåüng bỉïc xả màût tråìi truưn tåïi bãư màût trại âáút nhỉỵng ngy quang âng (khäng cọ máy) åí thåìi âiãøm cao nháút vo khoaớng 1000W/m2 (Hỗnh 2.3) Khoaớng khọng Vuợ truỷ 1353 W/m2 Sỉû phn xả Máút mạt sỉû háúp thủ Khê quøn Bỉïc xả khuúch tạn Tia phn xả 1000 W/m2 (Trồỡi quang õaợng) Bóử mỷt traùi õỏỳt Hỗnh 2.3 Quaù trỗnh truyóửn nng lổồỹng bổùc xaỷ mỷt trồỡi qua lồùp khê quøn ca Trại âáút 20 úu täú cå bn xạc âënh cỉåìng âäü ca bỉïc xả màût tråìi åí mäüt âiãøm no âọ trãn Trại âáút l qung âỉåìng âi qua Sỉû máút mạt nàng lỉåüng trãn qung âỉåìng âọ gàõn liãưn våïi sỉû tạn xả, háúp thủ bỉïc xả v phủ thüc vo thåìi gian ngy, muỡa, trờ õởa lyù Caùc muỡa hỗnh thaỡnh laỡ sỉû nghiãng ca trủc trại âáút âäúi våïi màût phàóng qu âảo ca quanh Màût tråìi gáy Gọc nghiãng vo khong 66,5o v thỉûc tãú xem khäng âäøi khäng gian Sæû âënh hæåïng nhæ váûy ca trủc quay trại âáút chuøn âäüng ca âäúi våïi Màût tråìi gáy nhỉỵng sỉû dao âäüng quan trng vãư âäü di ngy v âãm nàm 2.2 TÊNH TOẠN NÀNG LỈÅÜNG MÀÛT TRÅÌI Cỉåìng âäü bỉïc xả màût tråìi trãn màût âáút ch úu phủ thüc úu täú: gọc nghiãng ca cạc tia sạng âäúi våïi màût phàóng bãư màût tải âiãøm â cho v âäü di âỉåìng âi ca cạc tia sạng khê quøn hay nọi chung l phủ thüc vo âäü cao ca Màût tråìi (Gọc giỉỵa phỉång tỉì âiãøm quan sạt âãún Màût tråìi v màût phàóng nàịm ngang âi qua âiãøm âọ) úu täú cå bn xạc âënh cỉåìng âäü ca bỉïc xả màût tråìi åí mäüt âiãøm no âọ trãn Trại âáút l qung âỉåìng âi qua Sỉû máút mạt nàng lỉåüng trãn qung âỉåìng âọ gàõn liãưn våïi sỉû tạn xả, háúp thủ bỉïc xả v phủ thuäüc vaìo thåìi gian ngaìy, muìa, vë trê âëa l Quan hãû giỉỵa bỉïc xả màût tråìi ngoi khê quøn v thåìi gian nàm cọ thãø xạc âënh theo phổồng trỗnh sau: Eng = Eo(1+0, 033cos 360n ), W/m2 365 (2.4) âọ, Eng l bỉïc xả ngoi khê quøn âỉåüc âo trãn màût phàóng vng gọc våïi tia bỉïc xả vo ngy thỉï n nàm 2.2.1 Tênh toạn gọc tåïi ca bỉïc xả trỉûc xả Trong quaù trỗnh tờnh toaùn cỏửn õởnh nghộa mọỹt sọỳ khaùi niãûm nhæ sau: 21 - Hãû säú khäúi khäng khê m, l t säú giỉỵa khäúi lỉåüng khê quøn theo phỉång tia bỉïc xả truưn qua v khäúi lỉåüng khê quøn theo phỉång thàóng âỉïng (tỉïc l Màût tråìi åí thiãn âènh) Nhỉ váûy m =1 Màût tråìi åí thiãn âènh, m =2 gọc thiãn âènh θz l 600 Âäúi våïi cạc gọc thiãn âènh tỉì 0-700 cọ thãø xạc âënh gáưn âụng m =1/cosθz Cn õọỳi vồùi caùc goùc z >700 thỗ õọỹ cong cuớa bãư màût trại âáút phi âỉåüc âỉa vo toạn Riãng âäúi våïi trỉåìng håüp toạn bỉïc xả màût tråìi ngoi khê quøn m =0 - Trỉûc xả: l bỉïc xả màût tråìi nháûn âỉåüc khäng bë báưu khê quøn phạt tạn Âáy l dng bỉïc xả cọ hỉåïng v cọ thãø thu âỉåüc åí cạc bäü thu kiãøu táûp trung (häüi tủ) - Tạn xả: l bỉïc xả màût tråìi nháûn âỉåüc sau hỉåïng ca â bë thay âäøi sỉû phạt tạn ca báưu khê quøn (trong mäüt säú ti liãûu khê tỉåüng, tạn xả cn âỉåüc gi l bỉïc xả ca báưu tråìi, åí âáy cáưn phán biãût tạn xả ca màût tråìi våïi bỉïc xả häưng ca báưu khê quøn phạt ra) - Täøng xả: l täøng ca trỉûc xả v tạn xả trãn mäüt bãư màût (phäø biãún nháút l täøng xả trãn mäüt bãư màût nàịm ngang, thỉåìng gi l bỉïc xả cáưu trãn bãư màût) - Cỉåìng âäü bỉïc xả (W/m2): l cỉåìng âäü nàng lỉåüng bỉïc xả màût tråìi âãún mäüt bãư màût tỉång ỉïng våïi mäüt âån vë diãûn têch ca bãư màût Cỉåìng âäü bỉïc xả cng bao gäưm cỉåìng âäü bỉïc xả trỉûc xả Etrx, cỉåìng âäü bỉïc xả tạn xả Etx v cỉåìng âäü bỉïc xả quang phäø Eqp - Nàng lỉåüng bỉïc xả (J/m2) : l nàng lỉåüng bỉïc xả màût tråìi truyãön tåïi mäüt âån vë diãûn têch bãö màût mäüt khong thåìi gian, váûy nàng lỉåüng bỉïc xả l mäüt âải lỉåüng bàịng têch phán ca cỉåìng âäü bỉïc xả mäüt khong thåìi gian nháút âënh (thỉåìng laì giåì hay ngaìy) - Giåì màût tråìi : l thåìi gian dỉûa trãn chuøn âäüng biãøu kiãún ca màût tråìi trãn báưu tråìi, våïi quy ỉåïc giåì màût tråìi chênh ngoü laì thåìi âiãøm màût tråìi âi qua thiãn âènh ca ngỉåìi quan sạt Giåì màût tråìi l thåìi gian 22 âỉåüc sỉí dủng mi quan hãû vãư gọc màût tråìi, khäng âäưng nghéa våïi giồỡ theo õọửng họử Quan hóỷ hỗnh hoỹc giổợa mọỹt màût phàóng bäú trê báút k trãn màût âáút v bỉïc xả ca màût tråìi truưn tåïi, tỉïc l vë trê ca màût tråìi so våïi màût phàóng âọ cọ thãø âỉåüc xạc âënh theo cạc gọc âàûc trỉng sau (hỗnh 2.4.); - Goùc vộ õọỹ : trờ goùc tỉång ỉïng våïi vé âäü vãư phêa bàõc hồûc vãư phêa nam âỉåìng xêch âảo trại âáút, våïi hỉåïng phêa bàõc l hỉåïng dỉång - 900 ≤ φ ≤ 900 Thiên đỉnh Mặt trời Pháp tuyến từ mặt phẳng nằm ngang θz αz T θ B β γz N § Hỗnh 2.4 Quan hóỷ caùc goùc hỗnh hoỹc cuớa tia bỉïc xả màût tråìi trãn màût phàóng nghiãng - Gọc nghiãng β : gọc giỉỵa màût phàóng ca bãư màût toạn v phỉång nàịm ngang ≤ β ≤ 1800 (β > 900 nghéa l bãư màût nháûn bỉïc xả hỉåïng xúng phêa dỉåïi) 23 - Gọc phỉång cuớa bóử mỷt : goùc lóỷch cuớa hỗnh chiãúu phạp tuún bãư màût trãn màût phàóng nàịm ngang so våïi âỉåìng kinh tuún Gọc γ = nãúu bãư màût quay vãư hỉåïng chênh nam, γ láúy dáúu (+) nãúu bãư màût quay vãư phêa táy v láúy dáúu (-) nãúu bãö màût quay vãö phêa âäng -1800 ≤ γ ≤ 1800 - Gọc giåì ω: gọc chuøn âäüng ca vë trê màût tråìi vãư phêa âäng hồûc phờa tỏy cuớa kinh tuyóỳn õởa phổồng quaù trỗnh quay ca trại âáút quanh trủc ca v láúy giạ trë 150 cho giåì âäưng häư, bøi sạng láúy dáúu (-), bøi chiãưu láúy dáúu (+) - Gọc tåïi θ: gọc giỉỵa tia bỉïc xả truưn tåïi bãư màût v phạp tuún ca bãư màût âọ - Gọc thiãn âènh θz: gọc giỉỵa phỉång thàóng âỉïng (thiãn âènh) v tia bỉïc xả tåïi Trong trỉåìng håüp bãư màût nũm ngang thỗ goùc thión õốnh chờnh laỡ goùc tồùi θ - Gọc cao màût tråìi α : gọc giỉỵa phỉång nàịm ngang v tia bỉïc xả truưn tåïi, tỉïc l gọc phủ ca gọc thiãn âènh - Gọc phỉång vë màût tråìi γs: gọc lãûch so våïi phỉång nam cuớa hỗnh chióỳu tia bổùc xaỷ mỷt trồỡi truyóửn tồùi trãn màût phàóng nàịm ngang Gọc ny láúy dáúu ám (-) nóỳu hỗnh chióỳu lóỷch vóử phờa õọng vaỡ lỏỳy dỏỳu dổồng (+) nóỳu hỗnh chióỳu lóỷch vóử phờa tỏy - Gọc lãûch δ: vë trê gọc ca màût tråìi tỉång ỉïng våïi giåì màût tråìi l 12 giåì (tỉïc l Màût tråìi âi qua kinh tuún âëa phỉång) so våïi màût phàóng ca xêch âảo trại âáút, våïi hỉåïng phêa bàõc l hỉåïng dỉång (2.5) -23,450 ≤ δ ≤ 23,450 Gọc lãûch δ cọ thãø toạn theo phổồng trỗnh cuớa Cooper: = 23,45.sin(360 284 + n ) 365 (2.6) âọ n l thỉï tỉû ngy ca nàm Quan hãû giỉỵa cạc loải gọc âàûc trổng ồớ trón coù thóứ bióứu dióựn bũng phổồng trỗnh giỉỵa gọc tåïi θ v cạc gọc khạc sau: 24 cosθ = sinδ.sinφ cosβ - sinδ.cosφ sinβ.cosγ + cosδ.cosφ.cosβ.cosω + cosδ.sinφ.sinβ.cosγ.cosω + cosδ.sinβ.sinγ.sinω (2.7) vaì: cosθ = cosθz.cosβ + sinθz.sinβ.cos(γs - γ) Âäúi våïi bãư màût nàịm ngang gọc tåïi θ chênh l gọc thiãn âènh ca màût tråìi θz, giạ trë ca phi nàịm khong 00 v 900 tỉì màût tråìi mc âãún Màût tråìi åí thiãn âènh (β = 0): (2.8) cosθz = cosφ.cosδ.cosω + sinφ.sinδ 2.2.2 Bỉïc xả màût tråìi ngoi khê quøn lãn màût phàóng nàịm ngang Tải thåìi âiãøm báút k, bỉïc xả màût tråìi âãún mäüt bãư màût nàịm ngang ngoaỡi khờ quyóứn õổồỹc xaùc õởnh theo phổồng trỗnh: 360.n ⎞ ⎛ E o.ng = E o ⎜1 + 0.033 cos ⎟ cos θ z 365 ⎠ ⎝ (2.9) Thay giaù trở cosz vaỡo phổồng trỗnh trón ta coù Eo.ng tải thåìi âiãøm báút k tỉì lục màût tråìi mc âãún lục màût tråìi làûn: 360 n ⎞ ⎛ E o.ng = E o ⎜1 + 0.033 cos ⎟(cos φ cos δ cos ω + sin φ sin δ ) (2.10) 365 ⎠ ⎝ Têch phán phổồng trỗnh naỡy theo thồỡi gian tổỡ Mỷt trồỡi moüc âãún Màût tråìi làûn (6h âãún 18h màût tråìi), ta s âỉåüc Eo l nàng lỉåüng bỉïc xả màût tråìi trãn màût phàóng nàịm ngang mäüt ngaìy: E 24.3600 o ⎛ πω 360n ⎞⎛ ⎞ Eo.ngay = ⎜1 + 0.033.cos ⎟⎜ cosφ.cosδ sinωs + s sinφ.sinδ ⎟ (2.11) π 365 ⎠⎝ 180 ⎝ ⎠ våïi ωz l gọc giåì màût tråìi làûn (0) (tỉïc l gọc giåì ω θz = 900) sin φ sin δ cos ω s = − = −tgφ tgδ (2.12) cos φ cos δ Ngỉåìi ta cng xạc âënh nng lổồỹng bổùc xaỷ ngaỡy trung bỗnh thaùng Eoth bũng cạch thay giạ trë n v δ cạc cäng thổùc trón lỏỳy bũng giaù trở ngaỡy trung bỗnh cuớa thạng v âäü lãûch δ tỉång ỉïng Nàng lỉåüng bỉïc xả trãn màût phàóng nàịm ngang mäüt giåì nháút âënh cọ thãø xạc âënh: 25 Eo.gio = π (ω2 −ω1 ) n 112x3600 ⎛ 360 ⎞⎡ ⎤ sinφ.sinδ ⎥ Eo ⎜1+ 0.033 ⎟⎢cosφ.cosδ (sinω1 − sinω2 ) + π 365 ⎠⎣ 180 ⎝ ⎦ (2.13) 2.2.3 Täøng cỉåìng âäü bỉïc xả màût tråìi lãn bãư màût trãn Trại âáút Täøng bỉïc xả màût tråìi lãn mäüt bãư màût âàût trãn màût âáút bao gäưm hai pháưn chênh âọ l trỉûc xả v tạn xả Pháưn trỉûc xả â âỉåüc khaớo saùt ồớ trón, coỡn thaỡnh phỏửn taùn xaỷ thỗ khạ phỉïc tảp Hỉåïng ca bỉïc xả khúch tạn truưn tåïi bãư màût l hm säú ca âäü máy v âäü sút ca khê quøn, cạc âải lỉåüng ny lải thay âäøi khạ nhiãưu Cọ thãø xem bỉïc xả taùn xaỷ laỡ tọứng hồỹp cuớa thaỡnh phỏửn (hỗnh 2.5.); - Thnh pháưn tạn xả âàóng hỉåïng: pháưn tạn xả nháûn âỉåüc âäưng âãưu tỉì ton bäü vm tråìi - Thnh pháưn tạn xả quanh tia: pháưn tạn xả bë phạt tạn ca bỉïc xả màût tråìi xung quanh tia màût tråìi - Thnh pháưn tạn xả chán tråìi: pháưn tạn xả táûp trung gáưn âỉåìng chán tråìi thµnh phần tán xạ quanh tia thành phần tán xạ đẳng huớng Tia trực xạ thành phần tán xạ chân trời Hỗnh 2.5 Sồ õọử phỏn bọỳ caùc thaỡnh phỏửn bổùc xả khúch tạn 26 Gọc khúch tạn åí mỉïc âäü nháút âënh phủ thüc âäü phn xả Rg (cn gi l albedo -sút phán chiãúu) ca màût âáút Nhỉỵng bãư màût cọ âäü phn xả cao (vê dủ bãư màût tuút xäúp cọ Rg = 0,7) s phn xả mảnh bỉïc xả màût tråìi tråí lải báưu tråìi v láưn lỉåüt bë phạt tạn tråí thnh thnh pháưn tạn xả chán tråìi Nhỉ váûy bỉïc xả màût tråìi truưn âãún mäüt bãư màût nghiãng l täøng ca cạc dng bỉïc xả bao gäưm: trỉûc xả Eb, thnh pháưn tạn xả Ed1, Ed2, Ed3 v bỉïc xả phn xả tỉì cạc bãư màût khạc lán cáûn Er: (2.14) EΣ = Eb + Ed1 + Ed2 + Ed3 + Er Tuy nhiãn viãûc toạn cạc âải lỉåüng tạn xả ny rỏỳt phổùc taỷp Vỗ vỏỷy ngổồỡi ta giaớ thióỳt laỡ sỉû kãút håüp ca bỉïc xả khúch tạn v bỉïc xả phn xả ca màût âáút l âàóng hỉåïng, nghéa l täøng ca bỉïc xả khúch tạn tỉì báưu tråìi v bỉïc xả phn xả ca màût âáút l mi trỉåìng håüp khäng phủ thüc hỉåïng ca bãư màût Nhỉ váûy täøng xả trãn bãư màût nghiãng s l täøng ca trỉûc xả Eb.Bb v tạn xả trãn màût nàịm ngang Ed Khi âọ mäüt bãư màût nghiãng tảo mäüt gọc β so våïi phỉång nàịm ngang s cọ täøng xả bàịng täøng ca thnh pháưn: ⎛ + cos β ⎞ ⎛ − cos β ⎞ (2.15) E β ∑ = E b Bb + E d ⎜ ⎟ + E ∑ R g ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ Trong âoï : EΣ l täøng xả trãn bãư màût nàịm ngang, (1 + cosβ)/2 = Fcs l hãû säú gọc ca bãư màût âäúi våïi báưu tråìi (1 - cosβ)/2 = Fcg l hãû säú gọc ca bãư màût âäúi våïi màût âáút Rg l hãû säú phn xả bỉïc xả cuớa trổồỡng xung quanh 27 Tia trực xạ Tán xạ quanh tia Tán xạ đẵng huớng Tán xạ chân trời Mặt đất Phản xạ từ mặt đất Hỗnh 2.6 Cạc thnh pháưn bỉïc xả lãn bãư màût nghiãng V ta cọ t säú bỉïc xả Bb ca bãư màût nghiãng gọc β so våïi bãư màût ngang: E E cosθ cosθ Bb = n = n = (2.16) Ebng E n cosθ z cosθ z En l cỉåìng âäü bỉïc xả màût tråìi tåïi theo phỉång báút k, Ebng l bỉïc xả màût tråìi theo phỉång vng gọc våïi màût nàịm ngang, Ebngh l bỉïc xả màût tråìi theo phỉång vng gọc våïi màût phàóng nghiãng, cos vaỡ cosz õổồỹc xaùc õởnh bồới caùc phổồng trỗnh (2.16) trón vaỡ caùc goùc õổồỹc bióứu dióựn trón hỗnh 2.4: Trong toạn k thût, cọ thãø coi cỉåìng âäü bỉïc xả tåïi màût âáút l hm ca thåìi gian τ, tỉì lục màût tråìi mc, τ = âãún màût tråìi làûn τ =τn/2, våïi τn=24h = 24.3600s nhæ sau: (2.17) E(τ) = En.sinϕ(τ) ϕ(τ) = ω.τ l gọc nghiãng tia nàõng so våïi màût âáút, 28 ω= 2π τn = 2π = 7,72.10 −5 rad / s l täúc âäü gọc tỉû xoay ca trại âáút, 24.3600 En[W/m2] l cỉåìng âäü bỉïc xả cỉûc âải ngaỡy, lỏỳy trở trung bỗnh caớ nm theo theo säú liãûu säú liãûu âo lỉåìng thỉûc tãú tải vé âäü cáưn xẹt E bngh E bng En θz En Hỗnh 2.7 Bổùc xaỷ trổỷc xaỷ trón bóử màût nàịm ngang v nghiãng 2.3 ÂO CỈÅÌNG ÂÄÜ BỈÏC XẢ MÀÛT TRÅÌI Ngoi phỉång phạp xạc âënh cỉåìng âäü bỉïc xả màût tråìi tải mäüt âiãøm báút k dỉûa trãn vë trê âëa l (âäü cao màût tråìi) trãn, thỉûc tãú ngỉåìi ta â chãú tảo cạc dủng củ âo cỉåìng âäü bỉïc xả màût tråìi trỉûc tiãúp tải âiãøm cáưn âo Thiãút bë âo bỉïc xả màût tråìi thỉåìng cọ loải; âo trỉûc xả (pyrheliometer, actinometer) vaỡ õo tọứng xaỷ (pyranometer, Solarimeter) Hỗnh 2.8 Nháût xả kãú - Pyranometer 29 Ngy våïi k thût vi xỉí l ngỉåìi ta cọ thãø dng cạc âáưu âo (sensor) bỉïc xả âãø âo tỉû âäüng cỉåìng âäü bỉïc xả màût tråìi åí mäüt nåi no âọ khang thåìi gian no âọ v kãút qu âo õổồỹc lổu laỷi maùy tờnh Hỗnh 2.9 Trổỷc xaỷ kóỳ Hỗnh 2.10 ỏửu õo bổùc xaỷ Hỗnh 2.11 Thióỳt bë âo nàng lỉåüng bỉïc xả màût tråìi hiãûn säú 30 ... trỗnh chaùy - từt - neùn - chạy âỉåüc tàng täúc, liãn tiãúp thỉûc hiãûn cạc phn ỉïng tảo ngun täú måïi O16 -> Ne20 -> Na22 -> Mg24 -> Al26 -> Si28 -> P30 -> S32 -> -> Cr52 -> Mn54 -> Fe56 Caïc... BỈÅÏC SỌNG ( 10exp -8 10exp -6 10exp -4 10exp -2 10exp 10exp 10exp 10exp 10exp 10exp 10 Bỉïc xả nhiãût Tỉí Tia Gamma Radar, TV, Radio 25 Tia Cosmic Tia X Ạnh sạng tháúy 0.38 - 0.78 Gáưn xa Tia... − T - hãû säú gọc bỉïc xả giỉỵa Trại âáút v Màût tråìi ϕ D −T = β / (2.2) - goùc nhỗn mỷt trồỡi vaỡ 32 nhổ hỗnh 2.2 C0 = 5,67 W/m2.K4 - hãû säú bỉïc xả ca váût âen tuût âäúi T ≈ 5762 oK - nhiãût
