सौर विकिरण पर परियोजना रिपोर्ट

सौर विकिरण पर एक परियोजना रिपोर्ट। यह परियोजना रिपोर्ट आपको इसके बारे में जानने में मदद करेगी: 1. सौर विकिरण का अर्थ 2. सौर विकिरण की तीव्रता 3. लक्षण 4. बिखराव 5. परावर्तन 6. अवशोषण 7. पृथ्वी-वायुमंडल प्रणाली में सौर विकिरण 8. सौर-विकिरण उपयोग द्वारा कृषि फसल।

सामग्री:

  1. सौर विकिरण के अर्थ पर परियोजना रिपोर्ट
  2. सौर विकिरण की तीव्रता पर परियोजना रिपोर्ट
  3. सौर विकिरण की विशेषताओं पर परियोजना रिपोर्ट
  4. सौर विकिरण के बिखराव पर परियोजना रिपोर्ट
  5. सौर विकिरण के प्रतिबिंब पर परियोजना रिपोर्ट
  6. सौर विकिरण के अवशोषण पर परियोजना रिपोर्ट
  7. पृथ्वी-वायुमंडल प्रणाली में सौर विकिरण पर परियोजना रिपोर्ट
  8. कृषि फसल द्वारा सौर-विकिरण उपयोग पर परियोजना रिपोर्ट


परियोजना रिपोर्ट # 1. सौर विकिरण का अर्थ:

वायुमंडल में ऊर्जा हस्तांतरण के तीन तरीके हैं जैसे विकिरण, चालन और संवहन। विकिरण ऊर्जा हस्तांतरण के तीन तरीकों में से एक है जिसे विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के तेजी से दोलनों द्वारा ऊर्जा के हस्तांतरण के रूप में परिभाषित किया जा सकता है।

पृथ्वी पर होने वाली भौतिक और जैविक प्रक्रियाओं के लिए सभी ऊर्जा का अंतिम स्रोत, सूर्य से प्राप्त विकिरण है, इसीलिए इसे आमतौर पर सौर विकिरण कहा जाता है। पौधों की वृद्धि को बनाए रखते हुए पोषक तत्वों और पानी की पर्याप्त आपूर्ति के तहत कृषि सौर विकिरण का शोषण है।

सौर विकिरण की समझ न केवल इसकी परिभाषा के ज्ञान तक सीमित है, बल्कि इसकी प्रकृति, कानूनों, वर्णक्रमीय रेंज और संतुलन पहलुओं का ज्ञान भी शामिल है।

विद्युत चुम्बकीय तरंगों के रूप में एक शरीर से ऊर्जा का उत्सर्जन विकिरण कहा जाता है। विद्युत चुम्बकीय तरंगों की एक विशेषता उनकी तरंग दैर्ध्य है। तरंग दैर्ध्य को λ द्वारा निरूपित किया जाता है। शिखा शिखा के बीच की सबसे छोटी दूरी है।

λ = सी / वी

जहां λ तरंग दैर्ध्य है, v आवृत्ति है अर्थात नहीं। प्रति सेकंड और सी का कंपन प्रकाश की गति है जो 3 * 108 एमएस -1 के बराबर है।

अन्य विशेषता उनकी आवृत्ति है। आवृत्ति वह दर है जिस पर तरंगें ट्रांसमीटर छोड़ती हैं। इसे प्रति सेकंड साइकिल या किलोकल के रूप में व्यक्त किया जाता है। समयावधि (time) एक कंपन का समय है, जो 1 / v के बराबर है और तरंग संख्या 1 / λ के बराबर है। ये हर्ट्ज़ और किलोहर्ट्ज़ में व्यक्त किए जाते हैं।

तरंग दैर्ध्य को माइक्रोमीटर या माइक्रोन in में व्यक्त किया जाता है। एक माइक्रोमीटर = 10-6 मीटर। सूर्य से विकिरण 0.15 से 4.0 माइक्रोमीटर (, ) के बीच होता है, जबकि पृथ्वी से विकिरण 10-15 ranges के बीच केंद्रित होता है।

अधिकांश लघु तरंग विकिरण 30 किमी ऊंचाई से ऊपर के वायुमंडल द्वारा अवशोषित होते हैं। विकिरण केवल 0.35 से 0.75 माइक्रोमीटर (VIBGYOR) तक तरंग दैर्ध्य की बहुत ही संकीर्ण सीमा में मानव आंखों के लिए प्रकाश के रूप में दिखाई देता है।

दृश्यमान प्रकाश की तुलना में कम तरंग दैर्ध्य के साथ विकिरण को पराबैंगनी कहा जाता है और दृश्य प्रकाश की तुलना में तरंगदैर्घ्य वाले विकिरण को इन्फ्रा-रेड कहा जाता है। यह शब्द 1 और 100 1 के बीच विकिरण पर लागू होता है। इन्हें ऊष्मा विकिरण कहते हैं।

पृथ्वी और शेष ब्रह्मांड के बीच ऊर्जा का सभी आदान-प्रदान विकिरण हस्तांतरण के माध्यम से होता है। पृथ्वी और उसका वायुमंडल लगातार सौर विकिरण को अवशोषित कर रहे हैं और अपने स्वयं के विकिरण को अंतरिक्ष में उत्सर्जित कर रहे हैं। इसलिए, पृथ्वी-वायुमंडल प्रणाली लगभग विकिरण संतुलन में है

उत्सर्जन (Ɛ):

यह किसी दिए गए तरंगदैर्ध्य पर किसी दिए गए सतह के उत्सर्जन का अनुपात और समान तरंगदैर्ध्य और तापमान पर एक काले शरीर के उत्सर्जन के लिए तापमान होता है। इसका मान 0 और 1 के बीच भिन्न होता है।

अवशोषण (α):

यह उस पर कुल विकिरण घटना को अवशोषित विकिरण ऊर्जा का अनुपात है। काले शरीर के लिए, black = α = 1.0 और सफेद शरीर के लिए α = α = 0।

विकिरण प्रवाह घनत्व:

यह एक इकाई समय में एक इकाई सतह क्षेत्र पर प्राप्त विकिरण की मात्रा है।

रेडिएटर:

सभी निकाय शून्य डिग्री सेंटीग्रेड निरपेक्ष (यानी -273.2 डिग्री सेल्सियस) से ऊपर की सतह से ऊर्जा प्राप्त करते हैं, जिन्हें रेडिएटर के रूप में जाना जाता है। कुछ निकाय अच्छे रेडिएटर होते हैं जबकि कुछ खराब रेडिएटर होते हैं।

काले शरीर:

ये शरीर अच्छे अवशोषक और अच्छे रेडिएटर हैं। यदि किसी दिए गए तापमान पर एक शरीर इकाई समय में प्रति यूनिट सतह क्षेत्र में अधिकतम संभव विकिरण का उत्सर्जन करता है, तो इसे एक ब्लैक बॉडी या पूर्ण रेडिएटर कहा जाता है। ऐसा शरीर उस पर पड़ने वाले सभी विकिरण को भी पूरी तरह से अवशोषित कर लेगा।

इस प्रकार काला शरीर एक परिपूर्ण रेडिएटर और अवशोषक है। इस तरह के पिंड की विमुक्ति = 1. कम कुशल रेडिएटर्स में 1 से कम उत्सर्जन होती है। इसका मान 0 से 1 के बीच होता है।

सफेद शरीर:

ये शरीर खराब अवशोषक और खराब रेडिएटर हैं। एक सफेद शरीर के लिए, उत्सर्जन के साथ-साथ अवशोषण भी शून्य है।


परियोजना रिपोर्ट # 2. सौर विकिरण की तीव्रता:

पृथ्वी की सतह पर प्राप्त सौर विकिरण की तीव्रता आंशिक रूप से घटना और अक्षांश के कोण पर निर्भर करती है। अधिकतम तीव्रता उष्णकटिबंधीय क्षेत्र में और न्यूनतम ध्रुवीय क्षेत्रों में अनुभव की जाती है। वायुमंडल की बाहरी सीमा पर, पृथ्वी को 2 कैलोरी सेमी -2 मिनट -1 प्राप्त होता है। सतह सूर्य की किरणों के लंबवत होनी चाहिए।

लंब सतह पर प्राप्त विकिरण को सौर स्थिरांक कहा जाता है। पृथ्वी-उपग्रह ने लगभग 1.95 कैलोरी सेमी -2 मिनट -1 का सौर स्थिरांक दिया है। अंतरिक्ष से पृथ्वी की ओर जाने वाले रास्ते पर सौर किरण का अवतरण वायुमंडल के माध्यम से यात्रा की गई दूरी के साथ बढ़ता है।

यह अनुमान लगाया गया है कि सूर्य से 99% विकिरण मुख्य रूप से 0.15 और 4.0 99 के बीच केंद्रित है। इस विकिरण को लघु तरंग विकिरण या अतिरिक्त-स्थलीय विकिरण कहा जाता है।

सौर विकिरण के विभिन्न घटकों में निहित ऊर्जा नीचे दी गई है:

विभिन्न तरंग दैर्ध्य में निहित ऊर्जा:


परियोजना रिपोर्ट # 3. सौर विकिरण के लक्षण:

जीवन लगाने के लिए महत्वपूर्ण सौर ऊर्जा के तीन व्यापक स्पेक्ट्रा हैं:

लगभग 99 प्रतिशत सौर विकिरण 0.15 और 4.0vel तरंग दैर्ध्य के बीच प्राप्त होता है। पृथ्वी भी लंबी तरंग दैर्ध्य (1.2 से 40.0, ) के विकिरण का उत्सर्जन करती है, जिसे इन्फ्रा-रेड या थर्मल विकिरण कहा जाता है।

(1) पराबैंगनी विकिरण की तरंग दैर्ध्य दृश्य प्रकाश की तरंग दैर्ध्य से कम होती है। स्पेक्ट्रम का पराबैंगनी हिस्सा कुल आवक सौर ऊर्जा का लगभग 7 प्रतिशत है। यह रासायनिक रूप से बहुत सक्रिय है। यह सभी जीवित प्राणियों के लिए हानिकारक है और इसका प्रभाव हत्या है।

हालांकि, यह पृथ्वी की सतह तक नहीं पहुंचता है क्योंकि यह वायुमंडल में ओजोन और ऑक्सीजन द्वारा अवशोषित होता है। यह बहुत ही कम रूप में पृथ्वी की सतह तक पहुँच सकता है। लेकिन, अगर पौधों को इस विकिरण की अत्यधिक मात्रा में उजागर किया जाता है, तो प्रभाव हानिकारक हैं।

(२) इन्फ्रा-रेड रेडिएशन: सौर विकिरण बैंड में लम्बी तरंगें मोटे तौर पर ०.µ० से ४.०µ तक होती हैं और इन्हें इंफ्रा-रेड रेडिएशन (NIR) के पास कहा जाता है। तरंगदैर्ध्य की यह सीमा कुल सौर ऊर्जा का लगभग 49 प्रतिशत है। इसका पौधों पर थर्मल प्रभाव पड़ता है।

जल वाष्प की उपस्थिति में, यह विकिरण पौधों को नुकसान नहीं पहुंचाता है, बल्कि यह पौधे के पर्यावरण को आवश्यक तापीय ऊर्जा की आपूर्ति करता है। पृथ्वी से थर्मल विकिरण दिन और रात दोनों के दौरान होता है, जबकि सूरज से केवल दिन के विकिरण के खिलाफ।

(३) सौर स्पेक्ट्रम का तीसरा भाग पराबैंगनी और अवरक्त के बीच स्थित है। इस खंड को स्पेक्ट्रम का दृश्य भाग कहा जाता है और लोकप्रिय रूप से प्रकाश के रूप में जाना जाता है। लगभग 44% सौर विकिरण दृश्य भाग द्वारा योगदान दिया जाता है। पौधे इस विकिरण के हिस्से में सौर ऊर्जा का अधिकतम उपयोग करते हैं। जब पौधे किसी भी प्रकार के विकिरण को अवशोषित करते हैं, तो उनका तापमान बढ़ जाता है।

पौधे ऊष्मीय ऊर्जा के रूप में ऊष्मा से मुक्त करते हैं, जिसे लंबी तरंग विकिरण के रूप में जाना जाता है। पौधे के सभी भाग प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से स्पेक्ट्रम के इस भाग से प्रभावित होते हैं। पौधों की सामान्य वृद्धि के लिए सही तीव्रता, गुणवत्ता और अवधि का प्रकाश आवश्यक है। पौधे खराब प्रकाश स्थितियों के तहत असामान्यताओं और विकारों से पीड़ित हैं।

प्रकाश निम्नलिखित तरीकों से पौधों को प्रभावित करता है:

1. प्रकाश प्रकाश संश्लेषण को नियंत्रित करता है। यह पौधों के विभिन्न भागों के बीच प्रकाश संश्लेषण के वितरण के लिए जिम्मेदार है।

2. यह टिलर के उत्पादन और स्थिरता, शक्ति और लंबाई की लंबाई को प्रभावित करता है।

3. यह पत्तियों के आकार और जड़ विकास को प्रभावित करता है।

4. यह शुष्क पदार्थ के उत्पादन और उपज को प्रभावित करता है।

जब आंशिक रूप से पौधों द्वारा प्राप्त किया जाता है तो ये आसानी से प्रसारित होते हैं और उनके द्वारा परावर्तित होते हैं, और इसलिए पौधे अधिक गर्म नहीं होते हैं। लगभग 2.0 of तरंग दैर्ध्य पर विकिरण की तीव्रता बहुत तेज़ी से गिरती है और पौधों को प्रभावी ढंग से ठंडा किया जाता है। पौधों की ऊष्मा संतुलन में यह भूमिका महत्वपूर्ण है।

बादल वाले दिन पराबैंगनी (0.2 से 0.40 and) और इन्फ्रा-रेड विकिरण बहुत कम हो जाते हैं। सौर ऊर्जा बैंड का दूसरा भाग लघु तरंग दैर्ध्य, 0.40 से 0.70 and है, और इसे प्रकाश संश्लेषण सक्रिय (PAR) कहा जाता है। पृथ्वी द्वारा प्राप्त सौर ऊर्जा का शिखर नीला-हरा क्षेत्र (0.5।) में है।

गैर-दृश्यमान लघु तरंग दैर्ध्य (0.0005µ से 0.2 cos) कॉस्मिक किरणें, एक्स-रे और गामा किरणें विकिरणकारी पदार्थों से प्राप्त होती हैं। ये शॉर्टवेव (कम से कम 0.33w तक) परमाणु ऑक्सीजन और ओजोन द्वारा वायुमंडल की ऊपरी परत में लगभग सभी अवशोषित होते हैं, इसलिए पृथ्वी पर जीवन कायम रह सकता है, क्योंकि इनमें से बहुत कम विकिरणों को सहन किया जा सकता है। बैंड के दृश्य भाग को 'प्रकाश' कहा जाता है जो 0.40 से 0.70vel तरंग दैर्ध्य होता है।

वास्तव में सूर्य के दृश्यमान विकिरण का केवल 75 से 80 प्रतिशत ही पृथ्वी की सतह तक पहुँचता है। सौर विकिरण के इस हिस्से का उपयोग संयंत्र क्लोरोफिल द्वारा केवल 20 -25 प्रतिशत की दक्षता दक्षता के साथ, संयंत्र सामग्री का उत्पादन करने के लिए किया जाता है।

पौधों द्वारा प्राप्त सौर ऊर्जा का लगभग 10 - 20 प्रतिशत परावर्तित होता है और बड़ी तरंग दैर्ध्य ऊर्जा का आदान-प्रदान फसल और आसपास के वातावरण के बीच होता है। पत्ती के अवशोषित विकिरण भार का लगभग 70 - 80 प्रतिशत पुन: विकिरण के माध्यम से नष्ट हो जाता है। इस गर्मी के नुकसान का एक हिस्सा आसपास की हवा की तुलनात्मक गर्मी के आधार पर संवहन द्वारा होता है और एक हिस्सा क्षणिक प्रक्रिया द्वारा खपत होता है।

उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में लगभग 1.6 से 1.8 सेमी सेमी -2 मिनट -1 और समशीतोष्ण क्षेत्रों में गर्मी के मौसम में 1.2 से 1.4 सेमी सेमी -2 मिनट -1 सौर ऊर्जा प्राप्त होती है। पृथ्वी पर पहुंचने पर, विकिरण पृथ्वी की सतह के साथ-साथ विभिन्न वस्तुओं और पानी की सतह पर अवशोषित हो जाता है और आंशिक रूप से परिलक्षित होता है और वापस विकिरण में लंबी लहर थर्मल इन्फ्रा-रेड किरणों में परिवर्तित हो जाता है।

सौर विकिरण को प्राप्त करने वाली सतह के प्रकार और सौर किरणों के कोण के आधार पर, पृथ्वी की सतह पर प्रहार करने वाली किरणों का एक हिस्सा वायुमंडल में वापस परिलक्षित होता है। ऊष्मा को अवशोषित करने वाली सभी वस्तुएं अलग-अलग डिग्री में विकिरण के रूप में गर्मी खो रही हैं।

बैक रेडिएशन धरती से लगभग 10 at की ऊँचाई पर प्रभावी आउटगोइंग रेडिएशन है। इस पीठ के 99 प्रतिशत से अधिक विकिरण 4-100µ के तरंग दैर्ध्य बैंड में निहित हैं। इसे आमतौर पर स्थलीय विकिरण कहा जाता है। यह आउटगोइंग रेडिएशन संबंधित वस्तुओं का तापमान गिरने का कारण बनता है। इस आने वाली और बाहर जाने वाली विकिरण चक्र से केवल संतुलन ही वस्तुओं को गर्म रखता है।

इसलिए, पौधों की वृद्धि और विकास का अध्ययन करने के लिए शॉर्ट वेव रेडिएशन (एसडब्ल्यूआर) और प्रकाश संश्लेषक सक्रिय विकिरण (PAR) का ज्ञान आवश्यक है। पौधों की वृद्धि के कुछ महत्वपूर्ण चरण हैं जहां सौर विकिरण महत्वपूर्ण है जैसे कि मक्का के पौधे की वृद्धि के तीसरे महीने के दौरान विकिरण की तीव्रता, चावल में फूल आने से 25 दिन पहले और जौ की फूलों की अवधि का इन फसलों की पैदावार पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।


परियोजना रिपोर्ट # 4. सौर विकिरण का परिमार्जन:

यदि सौर किरण वायुमंडल में किसी भी हस्तक्षेप के बिना पृथ्वी की सतह तक पहुंच गई, और यदि पृथ्वी की सतह विकिरण को पूरी तरह से अवशोषित कर लेती है, तो हम दिन के प्रकाश और आकाश के रंगों का अनुभव नहीं करेंगे। सूरज की रोशनी का एक हिस्सा वायुमंडल की बाहरी सीमा से अपने पथ पर बिखरा हुआ है। स्कैटरिंग का मतलब है कि सभी दिशाओं में सौर किरण का मुड़ना और यह छोटी तरंग दैर्ध्य के लिए सबसे प्रभावी है।

जब सूरज सिर के ऊपर होता है और वातावरण बादल रहित और धूल रहित होता है, तो 59 प्रतिशत से अधिक नीले विकिरण बिखरे हुए होते हैं, जबकि सभी लाल विकिरण नीचे की ओर प्रेषित होते हैं। यही कारण है कि आकाश का रंग नीला दिखाई देता है।

जब सूर्योदय और सूर्यास्त के दौरान सूर्य क्षितिज के निकट होता है, तो बिखरना सबसे प्रभावी होता है यही कारण है कि हम सूर्योदय और सूर्यास्त के समय लाल रंग का निरीक्षण करते हैं। विकिरण का डाउनवर्ड स्कैटरिंग 30 फीसदी है। यह लघु तरंगदैर्घ्य अर्थात नीले रंग में और कम से कम तरंगदैर्घ्य अर्थात लाल रंग में होता है। पथ की लंबाई जितनी अधिक होगी, बिखराव उतना ही अधिक होगा।

वातावरण में बहुत महीन धूल या धुएं का धुंआ जब सौर किरणों को बिखेरता है तो एक असामान्य आकाश दिखाई देता है। गर्मियों के मौसम के दौरान उत्तर-पश्चिम भारत में धुंध एक आम घटना है। यह गर्मी की लहर की स्थिति की तीव्रता को बढ़ाता है और यह भी तीव्र हीटिंग के कारण चक्रवाती परिसंचरण के प्रभाव के तहत बादलों के गठन के लिए बड़ी संख्या में संघनन नाभिक प्रदान करता है।

सूर्य के प्रकाश के प्रकीर्णन के कारण, वायु प्रदूषण की अवधि के दौरान शहरों के आसमान में सूरज एक नीरस लाल गेंद के रूप में दिखाई दे सकता है। इसने कृषि की कुछ शाखाओं को प्रतिकूल रूप से प्रभावित किया है जैसे कि दक्षिणी कैलिफोर्निया के फल उगाने वाले उद्योग।

पथ की लंबाई:

पृथ्वी की सतह तक पहुंचने के लिए सौर विकिरण द्वारा तय की गई दूरी को पथ की लंबाई कहा जाता है। यह सूर्योदय और सूर्यास्त के समय अधिक होता है जिसके कारण आकाश का रंग लाल हो जाता है। पथ की लंबाई अधिक, दृश्यमान सीमा में सौर ऊर्जा का प्रतिशत कम होगा, और नीले रंग से लाल बत्ती का अनुपात कम होगा। तब उच्च आवृत्ति स्पेक्ट्रम कम आवृत्ति स्पेक्ट्रम से दूर परिलक्षित होगा।

समाप्ति गुणांक:

वायु और धूल कणों की गैसों द्वारा अवशोषण और प्रकीर्णन के कारण घटना विकिरण ऊर्जा को बदल दिया जाता है। यह विलुप्त होने के गुणांक के रूप में जाना जाता है।

अवशोषण:

यह एक ऐसी प्रक्रिया है जिसके द्वारा किसी पदार्थ के आणविक संरचना में रेडियंट एनर्जी को पारित किया जाता है। यह तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है। लंबे तरंग दैर्ध्य पानी वाष्प और सीओ 2 द्वारा अवशोषित होते हैं।

छितराने के प्रकार:

छींटे को दो भागों में विभाजित किया जा सकता है:

रेले स्कैटरिंग:

यदि बिखरने वाले कणों की परिधि घटना विकिरण की तरंग दैर्ध्य के 1/10 से कम है, तो बिखराव गुणांक घटना विकिरण की तरंग दैर्ध्य की चौथी शक्ति के विपरीत आनुपातिक है, अर्थात [S α I ​​/ Iλ 4 ]। इसे रेले स्कैटरिंग के रूप में जाना जाता है। यह आकाश के नीले रंग के लिए जिम्मेदार है।

मेई स्कैटरिंग:

अगर बिखरने वाले कणों की परिधि घटना विकिरण के तरंग दैर्ध्य से तीस गुना से अधिक है, तो प्रकीर्णन तरंग दैर्ध्य से स्वतंत्र हो जाता है अर्थात सफेद प्रकाश बिखरा हुआ है - आकाश का सफेद रंग। इसे मेई स्कैटरिंग के रूप में जाना जाता है।


परियोजना रिपोर्ट # 5. परावर्तन सौर विकिरण:

0.7 solar से ऊपर का सौर विकिरण पानी की बूंदों, बर्फ के क्रिस्टल, नमक और धूल से परिलक्षित होता है। परावर्तित विकिरण का लगभग 20 प्रतिशत वायुमंडल द्वारा अवशोषित होता है। सौर विकिरण मुख्य रूप से बादलों से परिलक्षित होता है।

लगभग 80 प्रतिशत विकिरण उच्च बादलों द्वारा और केवल 20 प्रतिशत घने निम्न बादलों द्वारा परिलक्षित होता है। परावर्तन अधिक होता है, जब सूर्य की किरणें लंबवत पड़ रही होती हैं। परावर्तन मध्य और उच्च अक्षांशों में भी अधिक होता है और उप-उष्णकटिबंधीय में कम से कम होता है।

पृथ्वी और वायुमंडल के अल्बेडो:

यह अनुमान लगाया गया है कि वायुमंडल और पृथ्वी तक पहुंचने वाले कुल सौर विकिरण का एक हिस्सा अंतरिक्ष में वापस परिलक्षित होता है। इसमें से 6 प्रतिशत वापस अंतरिक्ष में परावर्तित होता है, जिसे अल्बेडो के नाम से जाना जाता है। अल्बेडो शब्द का उपयोग सौर किरण के प्रतिबिंब (0.3 - 4.0।) का वर्णन करने के लिए किया जाता है।

कभी-कभी अल्बेडो केवल दृश्यमान रेंज (0.4 - 0.7 only) के प्रतिबिंब का वर्णन करता है। इसके आधार पर, प्रतिबिंब को कुल सौर स्पेक्ट्रम के लिए "शॉर्ट वेव अल्बेडो" के रूप में संदर्भित किया जाता है, जबकि दृश्यमान प्रकाश के लिए, प्रतिबिंब को "दृश्यमान एल्बिडो" कहा जाता है

अल्बेडो सूरज की किरणों के मौसम और कोण के साथ बदलता रहता है। मूल्य सर्दियों में सबसे अधिक हैं और सूर्योदय और सूर्यास्त के दौरान। अल्बेडो भी घटना विकिरण के तरंग दैर्ध्य के साथ बदलता रहता है। अल्बेडो का मान यूवी भाग में कम और दृश्यमान भाग में अधिक होता है। अल्बेडो का मुख्य कार्य फसल के पौधों पर गर्मी के भार को कम करना है। इस प्रकार, एल्बिडो कुल घटना लघु तरंग विकिरण के लिए परिलक्षित लघु तरंग विकिरण का अनुपात है।

अंतरिक्ष में छोटी तरंगों की वापसी के लिए चार तंत्र हैं:

1. हवा में धूल, लवण और धुएं से परावर्तन

2. बादलों से परावर्तन

3. जमीन से परावर्तन

4. वायु के अणुओं द्वारा परावर्तन

ये पृथ्वी और वायुमंडल के कुल अल्बेडो का उत्पादन करते हैं। अल्बेडो प्राप्त प्रकाश को प्रतिबिंबित प्रकाश का अनुपात है।

प्राकृतिक सतहों का एल्बेडो नीचे दिया गया है:

ताजा बर्फ एक बहुत अच्छा परावर्तक है, लेकिन वनस्पति के अल्बेडो बहुत व्यापक रूप से नहीं होते हैं। अधिकांश फसलें सौर विकिरण की घटना के बारे में 15-25% दर्शाती हैं। अल्बेडो मौसम, दिन के समय (सौर उन्नयन) और जमीन के आवरण की प्रकृति के साथ बदलता रहता है।

कम सौर ऊंचाई पर, फसल विकिरण के लिए एक चिकनी सपाट सतह के रूप में दिखाई देती है और चंदवा जाल इससे कम होता है। इस प्रकार एल्बिडो का मूल्य अधिक होता है। जैसे-जैसे सौर उंचाई बढ़ती है, अल्बेडो कम से कम सौर दोपहर तक पहुँचता है क्योंकि विकिरण सामान्य रूप से फसल की सतह पर होता है और गहरे चंदवा में प्रवेश करता है।

वनस्पति स्टैंड का अल्बेडो अपने व्यक्तिगत पत्तों के लिए मूल्य से कम है। अल्बेडो न केवल घटक सतह के सापेक्ष गुणों पर निर्भर करता है, बल्कि स्टैंड और आर्किटेक्चर पर भी निर्भर करता है।

संयंत्र और फसल ज्यामिति की वास्तुकला स्टैंड के भीतर पैठ, विकिरण जाल और आपसी छायांकन की मात्रा को नियंत्रित करती है। हालांकि अधिकांश पत्तियों में लगभग 0.30 का अल्बेडो होता है, फसलों और अन्य वनस्पतियों का अल्बेडो कम होता है और कुछ हद तक पौधे की ऊंचाई का कार्य होता है। फसल की ऊंचाई के साथ अल्बेडो कम हो जाता है।


परियोजना रिपोर्ट # 6. सौर विकिरण का अवशोषण:

बता दें कि आने वाला सौर विकिरण 100 फीसदी है। इस राशि में से, लगभग 7 प्रतिशत वायुमंडल में ठोस कणों द्वारा और 24 प्रतिशत बादलों द्वारा परिलक्षित होता है। क्षोभमंडल में ओजोन आने वाले विकिरण का 3 प्रतिशत अवशोषित करता है।

जल वाष्प, सीओ 2, धूल और निचले वायुमंडल के बादल लगभग 19 प्रतिशत अवशोषित करते हैं। शेष पर, 47 प्रतिशत जमीनी सतह द्वारा अवशोषित किया जाता है। इससे पता चलता है कि सतह सौर ऊर्जा का प्रमुख अवशोषक है। इस प्रकार, क्षोभमंडल जमीन से गर्म होता है।

वायुमंडल लगभग 17% सौर विकिरण को अवशोषित करता है। सौर विकिरण को अवशोषित करने वाली गैसें ऑक्सीजन, ओजोन, कार्बन डाइऑक्साइड और पानी के वाष्प हैं।

यह देखा गया है कि 0.33 completely से कम तरंग दैर्ध्य वाले सभी पराबैंगनी विकिरण ऊपरी वायुमंडल में ऑक्सीजन परमाणुओं और ओजोन द्वारा पूरी तरह से अवशोषित होते हैं। यह पृथ्वी पर जीवन के लिए बहुत महत्वपूर्ण है क्योंकि हम यूवी विकिरण को केवल मिनट मात्रा में सहन कर सकते हैं। पराबैंगनी विकिरण की अधिक मात्रा जीवन के लिए हानिकारक है।


परियोजना रिपोर्ट # 7. पृथ्वी-वायुमंडल प्रणाली में सौर विकिरण:

पृथ्वी द्वारा प्रक्षेपित सौर विकिरण ऊर्जा चालित प्रक्रियाओं द्वारा अवशोषित हो जाता है या बिखरने और परावर्तन द्वारा अंतरिक्ष में वापस आ जाता है।

यह निम्नलिखित समीकरण (गुलाब, 1966) द्वारा दिया गया है।

क्यू एस = सी आर + ए आर + सी + ए + (क्यू + क्यू) (ला) + (क्यू + क्यू) ए

कहाँ, C r = परावर्तन और बादलों द्वारा अंतरिक्ष में वापस बिखरना

एक आर = परावर्तन और हवा, धूल और पानी वाष्प द्वारा अंतरिक्ष में वापस बिखरना

(Q + q) a = पृथ्वी द्वारा परावर्तन, जहाँ Q प्रत्यक्ष किरण है, q पृथ्वी पर सौर विकिरण घटना और 'a' अल्बेडो है

सी = बादलों द्वारा अवशोषण

ए = वायु, धूल और पानी के वाष्प द्वारा अवशोषण

(क्यू + क्यू) (ला) = पृथ्वी की सतह से अवशोषण

वायुमंडल के शीर्ष पर सौर विकिरण घटना (Q s ) = 263 Kly

प्रतिबिंब:

बादलों द्वारा प्रतिबिंबित (C r ) = = 63 Kly (24%)

हवा, धूल और पानी के वाष्प (A r ) = = 15 Kly (6%) द्वारा परिलक्षित

वायुमंडल द्वारा परिलक्षित कुल (C r + A r ) = = 78 Kly (30%)

पृथ्वी की सतह से परावर्तन (Q + q) a = = 16 Kly (6%)

पृथ्वी-वायुमंडल प्रणाली से कुल प्रतिबिंब = = 94 Kly (36%)

अवशोषण:

बादलों द्वारा अवशोषण (C) = = 7 Kly (3%)

वायु, धूल और पानी के वाष्प द्वारा अवशोषण (A) = = 38 Kly (14%)

वायुमंडल द्वारा कुल अवशोषण (C + A A) = = 45 Kly (17%)

पृथ्वी की सतह (Q + q) (1 - a) = 124 Kly (47%) द्वारा अवशोषित

पृथ्वी-वायुमंडल प्रणाली द्वारा अवशोषित कुल = १६ ९ केली (६४%)

वायुमंडल द्वारा परावर्तित कुल विकिरण 78 Kly (किलो लैंगली) या 30 प्रतिशत है और कुल परावर्तन पृथ्वी-वायुमंडल प्रणाली 94 Kly यानी 36 प्रतिशत है। इसी प्रकार पृथ्वी-वायुमंडल प्रणाली द्वारा कुल अवशोषण 169 Kly अर्थात 64 प्रतिशत है, जिसमें से 45 Kly या 17 प्रतिशत वायुमंडल द्वारा अवशोषित किया जाता है और 124 Kly या 47 प्रतिशत पृथ्वी द्वारा अवशोषित किया जाता है। इसलिए कुल घटना विकिरण में से 36 प्रतिशत परावर्तित होती है और 64 प्रतिशत पृथ्वी-वायुमंडल प्रणाली द्वारा अवशोषित होती है।


परियोजना रिपोर्ट # 8. कृषि फसलों द्वारा सौर विकिरण उपयोग:

सौर ऊर्जा के दो आवश्यक कार्य हैं। यह पौधों की विभिन्न वृद्धि और विकास कार्यों को प्रकाश प्रदान करता है। यह विभिन्न शारीरिक क्रियाओं के लिए थर्मल ऊर्जा भी प्रदान करता है। सौर ऊष्मा ऊर्जा विकिरण ऊर्जा की इकाइयों के संदर्भ में व्यक्त की जाती है।

फसल की वृद्धि सौर ऊर्जा से दो तरह से प्रभावित होती है। यह फसलों के शारीरिक कार्यों के लिए थर्मल वातावरण प्रदान करता है। यह प्रकाश संश्लेषण के लिए प्रकाश वातावरण भी प्रदान करता है। सूर्य पृथ्वी की सतह पर होने वाली सभी प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा का मुख्य स्रोत है। विकिरण का एक हिस्सा आकाश और आसपास से भी प्राप्त हो सकता है।

पौधे के हिस्से कुछ निश्चित मात्रा में आने वाले सौर विकिरण को अवशोषित करते हैं जबकि कुछ हिस्सा परावर्तित होता है और बाकी जमीन में फैल जाता है। पौधे पुन: विकिरण, संवहन, चालन और वाष्पोत्सर्जन के रूप में अवशोषित गर्मी को भी वितरित करते हैं। ये तंत्र घातक सीमाओं से नीचे थर्मल वातावरण रखने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

शुद्ध सौर विकिरण से बाहर, एक छोटे से हिस्से को प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में रासायनिक ऊर्जा के रूप में उपयोग किया जाता है और अन्य भाग को फसल और मिट्टी में गर्मी के रूप में संग्रहीत किया जाता है। वाष्पीकरण का परिमाण फसल वातावरण के भीतर उपलब्ध ऊष्मा ऊर्जा पर निर्भर करता है।

अंततः पृथ्वी द्वारा प्राप्त विकिरण से, पानी और पौधे अधिक अवशोषित करते हैं जबकि नंगे भूमि की सतह बहुत कम अवशोषित होती है। ये सभी सतहें भी अवशोषित ऊर्जा का हिस्सा खो देती हैं। पानी और पौधे हालांकि बहुत सारी ऊर्जा को अवशोषित करते हैं, फिर भी इन सतहों से पानी के वाष्पीकरण के लिए अधिकांश ऊर्जा के उपयोग के कारण ज्यादा गर्म नहीं होते हैं।

नंगे सूखी सतह की तुलना में पानी और पौधों से ऊर्जा का नुकसान बहुत अधिक है। इसलिए, कम गर्मी प्राप्त करने वाली नंगी सूखी मिट्टी की सतह जल्दी से गर्म हो जाती है। पानी और वनस्पति से आच्छादित सतहों, इसलिए, अत्यधिक ताप या शीतलन के अधीन नहीं हैं।

जुताई वाले खेत 75 - 90 प्रतिशत ऊर्जा प्राप्त करते हैं और इसलिए अधिक गर्मी प्रभाव डालते हैं। अवशोषण और परावर्तन में ये अंतर क्षेत्रीय मैक्रो के साथ-साथ तापमान और आर्द्रता में भिन्नता के कारण माइक्रॉक्लाइमेट में अंतर पैदा करते हैं जैसे कि फर से लगाए गए फसल पंक्तियों में रिज लगाए गए फसल पंक्तियों की तुलना में कम मिट्टी का तापमान होता है।

पौधों के लिए सौर विकिरण बहुत महत्वपूर्ण है क्योंकि यह प्रकाश संश्लेषण के लिए अपरिहार्य है। यह वाष्पीकरण के माध्यम से पानी के नुकसान के साथ-साथ माइक्रॉक्लाइमेट को भी प्रभावित करता है। यदि हम किसी एक पत्ते पर विचार करते हैं, तो यह पर्याप्त प्रकाश उपलब्ध न होने पर भी संतृप्त हो जाता है।

एक खेत में पत्तियों और तनों की व्यवस्था ऐसी होती है कि पौधों के भीतरी और निचले हिस्सों का काफी हिस्सा हमेशा प्रकाश से कम रहता है। इसलिए, फसल चंदवा और फसल उत्पादन में सौर विकिरण के वितरण के बीच संबंध बहुत महत्वपूर्ण है।

फसल चंदवा के भीतर विकिरण का वितरण इस पर निर्भर करता है:

1. पत्तियों की संप्रेषण क्षमता

2. पत्तियों और पत्ती के झुकाव की व्यवस्था

3. पौधों का घनत्व

4. पौधे की ऊंचाई

5. सूरज का कोण

पत्तों की पारगम्यता:

1. पर्णपाती पेड़ों, जड़ी-बूटियों और घास की पत्तियों के मामले में 5-10 प्रतिशत और सदाबहार पौधों की व्यापक पत्तियों के मामले में 2-8 प्रतिशत के बीच संचरण क्षमता होती है। जलीय पौधों की पत्तियों के तैरने की स्थिति में यह 4 से 8 प्रतिशत के बीच होता है।

2. यह उम्र के साथ बदलता रहता है, युवा पत्तियों के लिए उच्च होता है, परिपक्वता में कम हो जाता है और पत्तियों के पीले होने पर फिर से बढ़ जाता है।

3. संचारण का क्लोरोफिल सामग्री के साथ सीधा संबंध है, यह क्लोरोफिल सामग्री में वृद्धि के साथ लघुगणक घट जाती है।

4. सभी पत्तियों को क्षैतिज रूप से व्यवस्थित नहीं किया जाता है। कुछ लंबवत हैं, अन्य टपक रहे हैं। फसल चंदवा के भीतर वास्तविक प्रकाश प्रवणता बहुत कम है।

पत्ता व्यवस्था:

1. पत्तियां क्षैतिज रूप से निरंतर परतों में व्यवस्थित होती हैं जो 10 प्रतिशत विकिरण संचारित करती हैं, केवल मैं हरे रंग की बैंड में प्रकाश का प्रतिशत दूसरी परत में प्रवेश कर सकता हूं। लेकिन क्षैतिज पत्ते शायद ही कभी पाए जाते हैं।

2. प्रकाश 1: 0.44 के अनुपात में क्षैतिज और सीधा पत्तों के बीच इंटरसेप्टेड है।

3. क्षैतिज पत्तियों के लिए संप्रेषण क्षमता 50 प्रतिशत है, जबकि अधिक खड़ी पत्तियों के लिए 74 प्रतिशत है, जब पत्ती का क्षेत्रफल जमीन के क्षेत्रफल के बराबर होता है।

पत्ती झुकाव:

1. जब सौर विकिरण सप्ताह होता है, तो क्षैतिज से पत्तियों का कोई भी प्रस्थान शुद्ध प्रकाश संश्लेषण को कम करता है।

2. पूर्ण सूर्य के प्रकाश में, प्रकाश के कुशल उपयोग के लिए झुकाव का इष्टतम कोण 81 ° है।

3. पूर्ण सूर्य के प्रकाश में, इस कोण पर रखा एक पत्ता क्षैतिज पत्ती की तुलना में सूर्य के प्रकाश का उपयोग करने में साढ़े चार गुना अधिक कुशल होता है।

संयंत्र घनत्व:

संयंत्र चंदवा की एक आदर्श व्यवस्था में, व्यवस्था इस तरह होनी चाहिए:

1. पत्तियों के निचले 13% में क्षैतिज के साथ 0-30 ° कोण होना चाहिए

2. मध्य 37% पत्तियों में क्षैतिज के साथ 30-60 ° कोण होना चाहिए

3. ऊपरी 50% पत्तियों में क्षैतिज के साथ 60-90 ° कोण होना चाहिए।

कमजोर प्रकाश तीव्रता पर, आत्मसात दर अभिविन्यास से स्वतंत्र है। लेकिन जैसे-जैसे प्रकाश की तीव्रता बढ़ती है, क्षैतिज पत्ते प्रकाश का उपयोग करने में कम कुशल होते हैं।

पौधे की ऊँचाई:

प्रकाश अवरोधन का प्रतिशत युवा पौधों में छोटा होता है और पौधों की ऊंचाई में वृद्धि के साथ बढ़ता है।

सूर्य का कोण:

सौर विकिरण सूर्य के कोण पर निर्भर करता है। यह दोपहर में न्यूनतम और सुबह और शाम के समय अधिकतम है।

पादप समुदाय में हल्की पैठ

फसल स्टैंड में शुद्ध विकिरण का प्रवेश पत्ती की व्यवस्था और पौधे के घनत्व पर निर्भर करता है। इसे लीफ एरिया इंडेक्स के संदर्भ में व्यक्त किया जा सकता है। विकिरण चंदवा की विभिन्न परतों से होकर गुजरता है। इस प्रक्रिया में कवरेज की बढ़ती मात्रा के साथ विकिरण घटना तेजी से घटती है। प्लांट चंदवा में विकिरण प्रोफाइल को निर्धारित करने के लिए कई समीकरण सामने रखे गए हैं।

लैंबर्ट बीर के विलुप्त होने के कानून को मोन्से और साल्ड (1953) द्वारा संशोधित किया गया है।

इस कानून के अनुसार:

I = l 0 e -kF

जहां, मैं = फसल की किसी भी ऊंचाई पर हल्की घटना

मैं 0 = शीर्ष पर प्रकाश घटना

k = विलुप्त होने का गुणांक

एफ = पत्ती क्षेत्र सूचकांक ऊपर से आवश्यक ऊंचाइयों तक

ई = प्राकृतिक लघुगणक का आधार (२. 2.7१ Base३)

मोनसी-साकी मॉडल मानता है कि संयंत्र समुदाय एक सजातीय माध्यम है। सभी घटना प्रकाश पत्ती द्वारा अवशोषित होती है।

समाप्ति गुणांक:

विलुप्त होने वाले गुणांक को एक दिए गए पत्ती क्षेत्र सूचकांक के लिए एक फसल चंदवा के भीतर प्रकाश के क्षीणन की डिग्री के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। इसे पत्तियों के माध्यम से प्रकाश घटना के शीर्ष पर प्रकाश घटना के अनुपात के रूप में भी परिभाषित किया जा सकता है।

विलुप्त होने के गुणांक में भिन्नता:

विलुप्त होने के गुणांक पत्तियों के उन्मुखीकरण के साथ भिन्न होते हैं। यह उस क्षेत्र में 0.3 से 0.5 के बीच होता है जहां पत्तियां सीधी होती हैं और 0.7 से 1.0 के बीच चौड़ी पत्ती स्टैंड में होती हैं जहां पत्तियां क्षैतिज होती हैं जैसे सूरजमुखी। इन मामलों में, आधी ऊंचाई पर, घटना प्रकाश का 2/3 से 3/4 अवशोषित होता है। घने जंगलों के मामले में अधिकांश प्रकाश पर्णपाती में अवशोषित होते हैं, बहुत कम विकिरण जमीन तक पहुंचता है।

मोंटिथ का समीकरण:

मोंटिथ (1965) ने एक समीकरण का प्रस्ताव किया था जो चंदवा के भीतर विकिरण या प्रकाश की तीव्रता को व्यक्त करता है।

समीकरण फॉर्म की द्विपद अभिव्यक्ति है:

I = [S + (IS) F ] F I 0

जहां, मैं 0 = चंदवा के शीर्ष पर प्रकाश घटना की तीव्रता

मैं = चंदवा में एक विशेष ऊंचाई पर प्रकाश की तीव्रता

एस = अवरोधन के बिना एक इकाई पत्ती क्षेत्र से गुजरने वाले प्रकाश का विखंडन

τ = पत्ती संचरण गुणांक

एफ = पत्ता क्षेत्र सूचकांक

मोंटिथ ने क्षैतिज पत्तियों (क्लोवर) के साथ फसलों के लिए 0.4 से लेकर ऊर्ध्वाधर पत्तियों (अनाज, घास) के साथ फसलों के लिए 0.8 का मान दिया। यह आगे देखा गया कि चूंकि τ एक छोटा अंश और S> 0.4 है, अधिकांश सौर विकिरण जो एक फसल के चंदवा में प्रवेश करते हैं, जब सूरज चमक रहा होता है, तो सूर्य के रूप में मिट्टी की सतह के S F के एक अंश को ढंकता हुआ दिखाई देता है ।

एस = 0.4 के साथ एक फसल के नीचे, सूरज का सापेक्ष क्षेत्र 3 प्रतिशत से कम होता है, जब पत्ती क्षेत्र 4 से अधिक हो जाता है, लेकिन एस = 0.8 के साथ एक अनाज के लिए, सूरज का क्षेत्र एफ 41 = 4 पर 17 प्रतिशत है और 17 F = 8 पर प्रतिशत। अनाज द्वारा प्रेषित प्रकाश मातम को पनपने की अनुमति देता है, लेकिन यह दूसरी फसल बोने के लिए शोषण किया जा सकता है जो अनाज की फसल होने पर विकसित होता है।

यद्यपि फसल की छतरी के भीतर विकिरण वितरण का वर्णन करने में बीयर के कानून और मोंटेनिथ के समीकरण दोनों बहुत सटीक हैं। लेकिन फसल चंदवा में अलग-अलग ऊंचाई पर पत्ती क्षेत्र सूचकांकों को निर्धारित करना मुश्किल है।

फसल चंदवा के भीतर संचरण के बाद बदल गया स्पेक्ट्रम संरचना:

पत्तियों के माध्यम से प्रेषित विकिरण में इन्फ्रा-रेड और हरे रंग के प्रकाश के कुछ हिस्से होते हैं। रचना का वास्तविक परिवर्तन पत्तियों के माध्यम से प्रेषित प्रकाश की मात्रा पर निर्भर करता है और साथ ही प्रकाश जो पौधे के रिक्त स्थान के बीच से गुजरता है, जिसे सूरज के रूप में जाना जाता है।

स्टैनहिल (1962) में पाया गया कि लम्बी अल्फ़ा-अल्फ़ा फ़सल में, कुल विकिरण का लगभग 30 प्रतिशत प्रकाश के लिए 20 प्रतिशत की तुलना में जमीन की सतह तक पहुँच जाता है। योकुम (1964) ने बताया कि एक लंबी मकई की फसल के लिए, जमीनी स्तर पर संचरण का औसत प्रतिशत दृश्यमान स्पेक्ट्रम में 5 से 10 प्रतिशत और निकटवर्ती इंफ्रा-रेड में 30 से 40 प्रतिशत के क्रम का था।

सूरज के कोण के साथ फसल के परिवर्तनों को स्पष्ट करने वाले घटना विकिरण का प्रतिशत। उच्चतम मान आमतौर पर दोपहर में पाए जाते हैं, और अपेक्षाकृत उच्च मूल्य भी सूर्योदय के तुरंत बाद और सूर्यास्त के तुरंत बाद दर्ज किए जाते हैं। सुबह और देर-दोपहर के मूल्यों में पाए जाने वाले उच्च मूल्यों को विसरित प्रकाश के उच्च अनुपात के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है।

लगभग 3% विकिरण हरे हिस्से में जमीन की सतह पर और 8% आईआर भाग में फसल चंदवा में पहुंचता है। प्रत्येक प्रतिबिंब और संचरण के बाद, लाल और इन्फ्रा-रेड विकिरण अन्य तरंग दैर्ध्य के सापेक्ष बढ़ता है। फसल चंदवा के इंटीरियर में, क्लोरोफिल अवशोषण बैंड में प्रकाश की अपेक्षाकृत अधिक कमी 0.55µ और 0.65 0. है। 0.45µ पर हरे रंग में अपेक्षाकृत कम कमी है और 0.80-पर इन्फ्रा-रेड है।