لمريزه ځلا

لمريزه ځلا د برېښنايي مقناطيسي ځلا په بڼه له لمر نه تر لاسه کېدونکې د يو واحد په اندازه ځواک دی، کوم چې د اندازه کولو د الې په مټ د څپو په اوږدوالي کې اندازه کېږي. لمريزه ځلا په SI واحدونو کې د يو متر مربع واټ (W/m2) په ډول اندازه کېږي. ډېر ځله لمريزه ځلا، په يو ټاکلي وخت کې سره راټوليږي، تر څو په دې موده کې شا او خوا چاپېريال ته  (جول په يو متر مربع کې، J/m2) د ځلانده انرژۍ خبر ورکړای شي. دې راټولې شوې ځلا ته لمريزه ځلا، لمريزه لوڅېدنه، لمريز ته ښکارېدنه يا ښکارېدنه ويل کېږي.

په اتموسفير کې له جذبېدو او شیندل کېدو وروسته، په تشيال يا د ځمکې پر سطحه لمريزه ځلا اندازه کېدای شي. په تشيال کې د ځلا  خپرېدل له لمر نه د لرې والي، لمريز جريان او د متقابل جريان د بدلونونو کار دی. سربېره پر دې، د ځمکې پر سطحه د ځلا غورځېدل، د اندازه کېدونکې سطحې پر کږېدو، له افق نه پورته د لمر لوړوالی او اتموسفيري شرايطو پورې هم اړه لري. لمريزه ځلا، د بوټو ميټابوليزم او د ژويو پر چلند هم اغېز پرېباسي.

د لمريزې ځلا له مطالعې او اندازه کولو نه په يو لړ مهمو برخو کې کار اخستل کېږي، په کومو کې چې د لمريزې انرژۍ له مرکزونو نه د انرژۍ تر لاسه کولو وړاندوينه، د د ودانيو د تودوخې او سړښت کار، د اقليم نمونه اخیستل او د موسم وړاندوينه شامل دي.

ډولونه

د لمريزې ځلا ګڼ اندازه شوي ډولونه شته.

• ټوليزه لمريزه ځلا (TSI) د ځمکې په لوړ اتموسفير کې، د يو واحد پر بنسټ پرتو ټولو اوږدو څپو کې د غورځېدلې لمريزې انرژۍ اندازه کول دي. دا د راتلونکې لمريزې رڼا په وړاندې په عمودي ډول اندازه کېږي. لمريز ثابت (لمريز ثابت د هغې انرژۍ اندازه ده، چې له لمر نه ځمکې ته رارسېږي) د يو فلکياتي واحد (AU) په واټن سره د منځنی TSI لپاره يوه دوديزه پيمانه ده.
• نېغ په نېغه عادي ځلا غورځېدل (DNI) يا نېغه ځلا، د ځمکې پر سطحه په يو ټاکلي موقعيت د يو سطحې عنصر سره اندازه کېږي، کوم چې لمر ته نېغ ولاړ وي. خپره شوې لمريزه ځلا (هغه ځلا کومه چې د اتموسفيري اجزاوو نه شيندل شوې يا منعکسه کېږي) په دې کې شامله نه ده. نېغ په نېغه ځلا غورځېدل، د اتموسفير دپاسه شته بهرنۍ ځلا غورځېدو سره برابره ده، کومه چې د جذبېدو او شيندل کېدو له امله اتموسفيري زيانونه کموي. زيانونه د ورځې د وخت (په اتموسفير کې د روښنايۍ د لارې  اوږدوالی د لمريزې زاويې تر لوړوالي پورې تړلی دی)، د وريځې د پوښښ، د نمۍ د موادو او نورو موادو پورې اړه لري. د اتموسفير د پاسه وړانګې د کال د وخت د بدلون سره بدلون مومي (ځکه چې له لمر نه واټن بدلون مومي)، که څه هم دا اغېر په عام ډول په DNI د منځ ته راتلونوکو زيانونو په مقابل کې له کم اهميت نه برخمن دی.

• شيندل شوې افقي ځلا (DHI)، يا د اسمان شيندل شوې ځلا، د اتموسفير له خوا له شیندل شوې رڼا نه د ځمکې پر سطحه لګېدونکې ځلا ده. د لمر له شا او خوا وړانګو پرته (هغه ځلا چې د لمر سترګې نه راځي) په اسمان کې له ټولو نقطو نه د راتلونکې ځلا په مرسته په افقي سطحه اندازه کېږي. د اتموسفير په نه شتون کې به هېڅ DHI شتون نه درلود.
• نړيواله افقي ځلا (GHI) د ځمکې په افقي سطحه له لمر نه راتلونکې ټوله ځلا ده. دا د نېغ په نېغه وړانګو غورځېدو ټولګه (د z لمر د اوج لمريزې زاويې له محاسبې وروسته) او د افقي ځلا خپرېدل دي:

${\text{GHI}}={\text{DHI}}+{\text{DNI}}\times \cos(z)$

• نړيواله رېونده ځلا (GTI) په يوه سطحه تر لاسه کېدونکې ټوله ځلا ده، چې کوږوالی او ټاکلی ازيموت (سمت) ولري، ثابت وي يا د لمر پيروي کوونکی وي. هم خپله GTI اندازه کېدای شي او هم له GHI، DNI، DHI نه د دې نمونه جوړېدای شي. په عمومي توګه د «فوټوليټيک» انرژۍ يو مرکز وي، په داسې حال کې چې فوټوليټيک اندازه کوونکي واحدونه  په ثابتو يا پيروي کوونکو جوړښتونو نصبيږي.
• طبيعي نړيواله ځلا (GNI) له لمر نه د ځمکې د سطحې په يوې ټاکلې سيمې، چې د لمر په وړاندې يو سطحي عمودي عنصر ولري، پرېوتونکې ټوله ځلا ده. 

واحدونه

د ځلا يا وړانګو SI واحد په يو متر مربع واټ دی (W/m2 = Wm−2).

د اندازې يو بديل واحد يې «لانګلی» دی (د يو سانتي ميتر مربع پر بنسټ ۱ ترموشيميايي کالري، يا ۴۱،۸۴۰ J/m2) د وخت د يو واحد پر بنسټ.

د لمري انرژۍ صنعت، په هر متر مربع کې د ساعت-واټ واحد (Wh/m2) د يو وخت د واحد په اساس کاروي. په دې بنسټ يې له SI واحد سره اړيکه په لاندې ډول ده:

1 kW/m² × (24 h/day) = (24 kWh/m²)/day

(24 kWh/m²)/day × (365 days/year) = (8760 kWh/m²)/year.

د اتموسفير د پاسه ځلا

د اتموسفير د پاسه برخه کې د لمريزې ځلا د وېش ټاکنه، د ځمکې د کُرې او مداري پاراميټرونو په مټ تر سره کېږی. دا اصل په څرخېدونکې کُرې کې په هر ډول يو اړخيزې وړانګيزې پېښې عملي کېږي. د عددي موسم د وړاندوينې او موسمونو او اقليمي بدلونونو لپاره د پوهېدو په موخه انسولين اړين دی، (انسولين د لمر په وړاندې څرګندېدل دي). د کنګلونو په عصر کې کارېدونکې چاره، د «ميلانکوويچ څرخ» په نوم پېژندل کېږي.

کروي وېش، د مثلثاتو په اړه پر بنسټيزې پوهې ولاړ دی، د «کوساين» کروي قانون په دې ډول دی:

$\cos(c)=\cos(a)\cos(b)+\sin(a)\sin(b)\cos(C)$

چېرې چې  a,b، او c د ليندۍ اوږدوالی لري، د راډيان له مخې: د یو مثلث اضلاع کروي دي. c يوه زاويه ده  چې د عمودي اړخ په مخالف لورې کې ده، کومه چې د ليندۍ c اوږدوالی لري. د لمريزې زينيت Θ زاويې پر محاسبې عملي شوی، لاندې موارد د کوساين په کروي قانون عملي کېږي:

$C=h$

$c=\Theta$

$a={\tfrac {1}{2}}\pi -\phi$

$b={\tfrac {1}{2}}\pi -\delta$

همدا معادله، له يوې عامې فارمولې (اصل- قاعدې) نه هم تر لاسه کېدای شي:

${\begin{aligned}\cos(\Theta )=\sin(\phi )\sin(\delta )\cos(\beta )&+\sin(\delta )\cos(\phi )\sin(\beta )\cos(\gamma )+\cos(\phi )\cos(\delta )\cos(\beta )\cos(h)\\&-\cos(\delta )\sin(\phi )\sin(\beta )\cos(\gamma )\cos(h)-\cos(\delta )\sin(\beta )\sin(\gamma )\sin(h)\end{aligned}}$

چېرې چې βله افقي نه يوه زاويه ده او γ يوه «ازيموت» زاويه ده.

له لمر نه د ځمکې جلا والی، د R_E په ډول ښودل کېږي او منځنی واټن يې د R₀ په ډول ښودل کېږي، نږدې يو فلکياتي واحد (AU). له لمريز ثبات نه د S₀ په بڼه تعبير کېږي. د لمريز جريان ډبلوالی (انسوليشن) د ځمکې د کُرې په لمس کېدونکې سطحه، خو د اتموسفٍير د سترې برخې نه د پاسه (سل کيلومتره يا له دې نه زيات لوړوالی) په دې ډول دی:

$Q={\begin{cases}S_{o}{\frac {R_{o}^{2}}{R_{E}^{2}}}\cos(\Theta )&\cos(\Theta )>0\\0&\cos(\Theta )\leq 0\end{cases}}$

د يوې ورځې د Q اوسط په يو څرخ کې د Q اوسط دی، يا تر h = π to h = −π پورې پرمخ تلونکي ساعت زاويه:

${\overline {Q}}^{\text{day}}=-{\frac {1}{2\pi }}{\int _{\pi }^{-\pi }Q\,dh}$

کله چې Q مثبت شي، نو h₀ به د ساعت زاويه ومنل شي. دا د لمر خاته پر مهال شوني ده، کله چې  ، يا د h₀ د حل په ډول

$\sin(\phi )\sin(\delta )+\cos(\phi )\cos(\delta )\cos(h_{o})=0\,$

or

$\cos(h_{o})=-\tan(\phi )\tan(\delta )$

يا

يا

که چېرې tan(φ)tan(δ) > 1 وي، نو بيا لمر نه لويږي، بلکې لمر له مخکې نه په h = π, راختلی دی، په همدې بنسټ ho = π دی. که چېرې tan(φ)tan(δ) < −1 وي، لمر نه راخيژي او ډول ښودل کېږي.

 د يوې ورځې جريان نږدې ثابت پاتې کېږي، او شونې ده چې له انټګرال نه بهر شي  يايا ${\frac {R_{o}^{2}}{R_{E}^{2}}}$

${\begin{aligned}\int _{\pi }^{-\pi }Q\,dh&=\int _{h_{o}}^{-h_{o}}Q\,dh\\&=S_{o}{\frac {R_{o}^{2}}{R_{E}^{2}}}\int _{h_{o}}^{-h_{o}}\cos(\Theta )\,dh\\&=S_{o}{\frac {R_{o}^{2}}{R_{E}^{2}}}\left[h\sin(\phi )\sin(\delta )+\cos(\phi )\cos(\delta )\sin(h)\right]_{h=h_{o}}^{h=-h_{o}}\\&=-2S_{o}{\frac {R_{o}^{2}}{R_{E}^{2}}}\left[h_{o}\sin(\phi )\sin(\delta )+\cos(\phi )\cos(\delta )\sin(h_{o})\right]\end{aligned}}$:

په همدې بنسټ:

${\overline {Q}}^{\text{day}}={\frac {S_{o}}{\pi }}{\frac {R_{o}^{2}}{R_{E}^{2}}}\left[h_{o}\sin(\phi )\sin(\delta )+\cos(\phi )\cos(\delta )\sin(h_{o})\right]$

فکر وکړئ چې θ دوديزه قطبي زاويه وي، کومه چې د سيارو مدار راښيي. په پسرلني اعدال کې θ = 0 فرض کړئ. بيا نو δ زوال د مداري موقعيت د ښودلو لپاره په دې ډول دی

$\delta =\varepsilon \sin(\theta )$

چېرې چې ε کوږوالی دی. پېژندل شوی جغرافيايي «پريهيلين» ϖ پسرلني اعتدال ته په کتنې سره تعريفيږي، په همدې بنسټ بيضي شکله مدار لپاره: 

$R_{E}={\frac {R_{o}}{1+e\cos(\theta -\varpi )}}$

or

${\frac {R_{o}}{R_{E}}}={1+e\cos(\theta -\varpi )}$

يا

د فلکياتي محاسبو نه ϖ، ε او e باندې د پوهې تر څنګ او د مشاهدو يا نظريې په اړوند له اتفقا نه، د هر ډول عرض البلد φ يا θ لپاره محاسبه کېدای شي. د بيضوي مدار له امله او د «کليپر» د دويم قانون په پايله کې، θ د وخت تر څنګ يو شان پرمختګ نه شي کولای. په دې حال کې، θ = 0°  درجه په کره ډول د پسرلني اعدال وخت دی، θ = 90° په دقيق ډول د دوبي د اوښتون وخت دی، θ = 180° په دقيق ډول د مني د اعتدال وخت دی او θ = 270°  په دقيق ډول د ژمني اوښتون وخت دی.

په يوه ټاکلې ورځ کې د لمريزې ځلا لپاره يوه ساده کړای شوې معادله په دې ډول ده:

$Q\approx S_{0}\left(1+0.034\cos \left(2\pi {\frac {n}{365.25}}\right)\right)$

چې په دې کې nشمېره، د کال يوه ورځ ده.