أحد أكثر الأجهزة استخدامًا لقياس التشمس هو هليوغراف. ضربة الشمس هي عدد الساعات التي تشرق فيها الشمس في مكان معين خلال اليوم. بفضل هذا الجهاز ، يمكن تسجيل ضوء الشمس الذي يسقط على منطقة ما بعد يومين. وبهذه الطريقة تُعرف مدة اليومين تمامًا طوال فترة تقدم الفصول.
في هذه المقالة، سنخبرك ما هو الهليوغراف، وما هي ميزاته، وكيفية استخدامه.
ما هو الهليوغراف
هو جهاز يستخدم لقياس التشمس الذي يصل إلى سطح في يوم معين. ومن المعروف أيضًا أن ضربة الشمس كمية "الشمس الفعالة" التي تصل إلى السطح. يتكون هذا الجهاز من مسجل ضوء الشمس الذي يتكون من كرة زجاجية صلبة يبلغ قطرها حوالي عشرة سنتيمترات. تُستخدم هذه الكرة الزجاجية الصلبة كعدسة لتركيز جميع أشعة الشمس في نقطة قريبة منها. عندما تتحرك الشمس عبر السماء، يتحرك هذا الضوء على طول شريط من الورق المقوى متصل بإطار معدني موازٍ للفيديو.
هذا الشريط من الورق المقوى على شكل نصف دائرة ويقع خلف كرة زجاجية صلبة. يتتبع تركيز الضوء ومصدر الحرارة خطًا خلال الكربنة الشديدة أو الأقل اعتمادًا على شدة الأشعة الشمسية. هذه هي الطريقة التي يتم بها قياس التشمس.
يمكنك رؤية كيفية تحديد الساعات ونصف الساعات لكل يوم على الأشرطة. على مدار اليوم، يتفحم الورق المقوى أثناء إنشاء خط أكثر أو أقل كثافة اعتمادًا على كمية الضوء التي تصل إليه. إذا كانت الشمس تومض باستمرار بسبب وجود السحب، مصدر الضوء لا يعمل وبالتالي فإن خط الاحتراق متقطع. إذا اختفت الغيوم مرة أخرى، تستأنف عملية تفحيم الورق المقوى.
من خلال إضافة أطوال الخطوط المحترقة طوال اليوم ، من الممكن رؤية الوقت الإجمالي لإضاءة الشمس والتشمس في اليوم المقابل. ومن المعروف باسم جزء من تشمس ل العلاقة الموجودة بين التشمس الفعلي ليوم ما وما كان سيحدث إذا كانت الشمس مشرقة باستمرار على كرة الهليوغراف. لمعرفة المزيد عن الأدوات الأرصاد الجوية ووظيفتها، يمكنك استشارة هذا الرابط.
كيفية استخدام الهليوغراف
يتم وضع هذا الجهاز على عمود من البناء على ارتفاع أكثر أو أقل ارتفاعه 1.3 متر عن سطح الأرض. يتم ذلك حتى لا يكون هناك أي نوع من العوائق التي يمكن أن تحجبها عن الشمس. إن المكان المناسب لوضع جهاز الهليوغراف هو المكان الذي يسمح برؤية دائرة البروج بأكملها فوق الأفق في أي وقت من السنة. بهذه الطريقة، يمكننا قياس كمية الإشعاع الشمسي من شروق الشمس إلى غروبها.
يجب أن يتم وضع جهاز الهليوغراف بشكل مناسب بالنسبة لخط العرض الجغرافي الذي نتواجد فيه. دعونا لا ننسى أن كمية أشعة الشمس والإشعاع الشمسي تختلف حسب خط العرض والارتفاع الذي نقع فيه. تصل أشعة الشمس بزاوية أكثر ميلاً كلما اقتربنا من القطبين، حيث تصبح عمودية تمامًا على خط الاستواء. عادة، هذه الأجهزة يتم تصنيعها لعدد صغير من خطوط العرض الأكثر نموذجية التي تحقق في التعرض لأشعة الشمس. يتم ترك هامش للضبط النهائي عن طريق جهاز خط العرض المتغير. بهذه الطريقة تمكنا من تكوين Heliograph للعمل في أي خط عرض.
ما تم ضبطه على جهاز الرسم الشمسي لخطوط العرض يجب أن يتم ضبطه أيضًا لخطوط الطول الجغرافية. أفضل طريقة للقيام بذلك تعتمد على معادلة الزمن. هذا الإجراء مسؤول عن حساب وقت مرور الشمس عبر الجدار الفاصل لموقع محدد بدقة نسبية. إذا كنا نستخدم جهاز Heliograph ولم يتم ضبطه بشكل صحيح، فلن تكون العلامات أو الحروق موازية لخط الوسط. بهذه الطريقة، نحن نخاطر بفقدان بيانات التشمس وعدم وجود قياسات دقيقة. لمعرفة المزيد عن الإشعاع الشمسي يمكنك استشارة .
وبما أن ارتفاع الشمس يتغير على مدار العام، فإن تركيز الهليوغراف يتحول وفقًا لذلك. وهذا يعني أن الإطار المعدني، المزود بفتحات وأدلة، يمكن تعديله للعثور على الوضع الأنسب لتسهيل الحسابات في أي وقت من السنة.
عصابات الهليوغراف عبارة عن خطوط منطقية مسطحة. هذه النطاقات ضيقة بحيث يمكن أن تتطابق مع أي منطقة في الكرة تقريبًا.
كيف تفسر البيانات
إذا كانت الشمس تشرق باستمرار، فمن السهل جدًا حساب ساعات سطوع الشمس الفعلية. كل ما عليك فعله هو قياس طول الخط المتفحم والنظر إلى عدد ساعات ضوء الشمس المباشر. إذا كانت الشمس تشرق بشكل متقطع، فيجب حساب إجمالي كمية أشعة الشمس بطريقة أخرى. هناك حاجة إلى شريط من الورق أو الورق المقوى ذو حافة مقطوعة بدقة ويتم وضعه بجوار شريط الهليوغراف. نستخدم قلم رصاص حاد لتحديد الأطوال التي تم حرقها. صورة الشمس لن تكون رياضيات، إذا لم تكن دائرة صغيرة ، فيجب اعتبار كل قسم من أقسام مركز نصف الدائرة كأصل ونهاية.
لتجنب الأخطاء عند استخدام هذه الحسابات، من الجيد استخدام قطعة خاصة من الورق أو الكرتون تحتوي على قالب يساعد على تجنب الحسابات الإضافية. هناك بعض القواعد التي وضعها المعهد الوطني للموسيقى (INM) لتحديد ساعات سطوع الشمس. على سبيل المثال، إذا تم حرق المسار بشكل نظيف، سيتم تقليل طول الأخدود بقيمة تساوي نصف نصف قطر الانحناء في كل طرف.
إذا كانت الحروق دائرية ، فيجب أن يساوي متوسط طول الخط نصف قطر الحرق. عندما لا يكون الحرق أكثر من حرق ضيق تحت بقعة واحدة ، يجب قياس الطول الكامل للتتبع.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن الهليوغراف.