شارك
الرئيسية
2 دقائق ما هو التبريد الإشعاعي؟
هو العملية الرئيسية التي تستخدمها معظم الأجسام الساخنة للتبريد، وتحدث للأرض في الليالي الهادئة الصافية، وتؤدي إلى انخفاض درجات حرارة الجو من دافئة إلى باردة في فترة زمنية قصيرة، عن طريق انبعاث الأشعة الحمراء عنها.
ما هي شروط حدوث التبريد الإشعاعي؟
من أهم العوامل التي تساهم في حدوث التبريد الحراري ما يلي:
- السماء الصافية: تسهم السماء الصافية في الليل في تعزيز التبريد الإشعاعي بشكل كبير، على الرغم من أن الغيوم قد تمنع دخول الإشعاع الشمسي إلى الغلاف الجوي، إلا أنها يمكن أن تعمل أيضاً كغطاء لعكس إشعاع الموجات الطويلة المتسربة ليلاً. ستمنع الغيوم الحرارة من الهروب إلى الفضاء وتجبرها على العودة إلى السطح، فلا تحدث البرودة بسرعة وتحافظ الأرض على حرارتها.
- الهواء الجاف: تعمل الرطوبة على منع أشعة الهواء الدافئ القريب من السطح من الانبعاث بعيداً، ويحدث التبريد الإشعاعي بشكل أفضل عند وجود كتلة هوائية جافة حيث تشع الحرارة من خلالها بشكل أسرع.
- الرياح الخفيفة: تؤدي الرياح السطحية الثقيلة، الموجودة في المستويات المنخفضة من الغلاف الجوي، إلى اختلاط الهواء الدافئ بالهواء البارد مما يخفف بشكل فعال من تأثير التبريد الإشعاعي، لكن يمكن للرياح الخفيفة أن تحصر الهواء البارد وتسمح باستمرار التبريد الإشعاعي.
لماذا يحدث اختلاف في درجات الحرارة بين المدن والمناطق الريفية في الشتاء؟
قد نلاحظ انخفاض الحرارة بالإشعاع الحراري في المناطق الريفية المكشوفة بشكل أسرع من المدن، والسبب في ذلك هو توليد الكثافة السكانية والأنشطة البشرية الحرارة خلال النهار بالإضافة إلى أشعة الشمس، وتقوم المباني الاسمنتية بالاحتفاظ بدرجات الحرارة، لهذا يكون التبريد الإشعاعي في المدن أبطاُ، ويؤثر كذلك وجود البحر على النشر التدريجي للأشعة تحت الحمراء الممتصة نهاراً أثناء الليل مما يعدل الجو الساحلي ليصبح معتدلاً.
ما هي تطلعات استخدام التبريد الإشعاعي؟
سعى العلماء منذ الستينيات إلى تسخير هذه الظاهرة للاستخدام العملي كتبريد المباني دون الحاجة إلى استهلاك طاقة، لكن التبريد الإشعاعي لا يمكن ملاحظته إلا في الليل. وفي النهار يغمرنا ضوء الشمس بطاقة حرارية أكثر بكثير مما يمكن عكسه إلى الفضاء للتبريد.
ما هي تطبيقات التبريد الإشعاعي القديمة؟
اكتشفت بعض الشعوب القديمة في إيران والهند كيفية استغلال ظاهرة التبريد الإشعاعي في صناعة الثلج، إذ عندما تكون السماء صافية في الصحراء من الممكن استخدامها كمشتت للحرارة في الليل البارد، عن طريق استخدام أحواض ضحلة (مملوءة بشكل مدروس) مغطاة بجدران وسقف ممكن نزعه أثناء الليل من أجل السماح للأشعة تحت الحمراء بالابتعاد مما يزيد برودة الحوض ويمنع دخول كمية كبيرة من الأشعة تحت الحمراء أثناء النهار، وبهذه الطريقة يمكن أن تنخفض درجة حرارة الماء في الحوض ليلاً إلى ما دون درجة حرارة الهواء (تحت الصفر) فينتج طبقة من الثلج، دون الحاجة إلى براد أو استهلاك للطاقة.