۳۳۲۶۲۱۱۰ ۰۱۷

تاثیر گرمایش تابشی بر گیاهان

تاثیر گرمایش تابشی بر گیاهان

 

خورشید تنها منبع گرما برای انسان‌های اولیه بود تا اینکه آنها آتش را کشف کردند. هر دوی این منابع گرمایی از خود امواج فروسرخ ساطع می‌کنند. تابش خورشید مستقیم و به سمت زمین است و بر خلاف آتش که هوای گرم، گازهای ناشی از سوختن و دود را به بالا می‌فرستد، گرمای تابشی ناشی از آن نه فقط به سمت بالا بلکه به هر سمتی می‌تابد. به این ترتیب این ایده که گرما فقط به سمت بالا حرکت می‌کند، در اینجا منطقی به نظر نمی‌رسد. در واقیعت گرمای تابشی در همه‌ی جهت‌ها در فضا حرکت می‌کند. به جای اینکه بگوییم گرما به بالا حرکت می‌کند بهتر است بگوییم که هوای گرم در حضور هوای سرد، به سمت بالا حرکت می‌کند. فرآیندی که کاملاً با گرمایش تابشی متفاوت است.

 

خورشید با دمای ۵۵۰۰ درجه‌ای در حدود ۹۳ میلیون مایل از زمین فاصله دارد و همچنان می‌تواند زمین را گرم کند. این یکی از بهترین مثال‌ها برای درک بهتر انرژی تابشی است. در حالی که این قوانین فیزیکی به اندازه سنّ خورشید قدمت دارند، اما به کارگیری این قوانین توسط انسان قدمت زیادی ندارد. درک کامل قوانین حاکم بر گرمایش تابشی، مهرتاب را قادر ساخت تا یک سیستم بسیار بهینه برای گرمایش طراحی کند. این قوانین دقیقاً همان قوانین تابش خورشید به زمین هستند.

 

طیف امواج الکترومغناطیسی

خورشید مقادیر زیادی انرژی الکترومغناطیسی از خود ساطع می‌کند. با توجه به طول موج، این امواج را می‌توان به گروه‌های مختلفی دسته‌بندی کرد. واحد اندازه‌گیری این امواج میکرون است و کوتاه‌ترین طول موجی که قابل رؤیت است به رنگ آبی و بنفش وجود دارد. در ادامه ما رنگ‌هایی مثل سبز و زرد و نارنجی و در آخر قرمز را مشاهده می‌کنیم.

پیشنهادی:  انواع سیستم های گرمایش تابشی (بخاری تابشی)

 

در سال ۱۸۰۰ یک دانشمند به اسم سر ویلیام هرشل بر این باور بود که گرمایی که از خورشید ساطع می‌شود در طیف مرئی وجود دارد. در طی آزمایشاتش با منشور، به این نتیجه رسید که آبی و بنفش کمترین گرما را دارند و هرچه به سمت قرمز حرکت می‌کرد، گرمای موج افزایش داشت. در آخر، دقیقاً در بالای طول موج قرمز که بیشترین دما را دارد، ناحیه مادون قرمز نام گرفت.

 

مهرتاب سیستمی طراحی کرد که از سوخت گازی استفاده می‌کرد و یک گرمایش ملایم تابشی را بوجود می‌آورد. انرژی گرمایشی ملایم تابشی کاملاً برای رشد گیاهان در گلخانه ایده‌آل است. گرمایش تابشی شدید معمولاً مربوط به هیترهای الکتریکی و هیترهای سرامیکی گازسوز است که نور قرمزی نیز می‌تاباند. گرمایش‌های شدید برای گلخانه‌ها مناسب نیستند و گرمایش ملایم نتایج بهتری را بدست می‌دهد.

بسیاری از گیاهان با توجه به نسبت روشنایی و تاریکی در یک ۲۴ ساعت، گل می‌دهند و نور قرمز باعث می‌شود تا این چرخه باروری و تولید شکوفه و حتی رشد گیاه مختل شود.

از آنجایی که سیستم‌های گرمایش تابشی ملایم، نوری از خود ساطع نمی‌کنند، پس می‌توانند یک انتخاب خوب برای گلخانه‌ها باشند.

 

پاسخ فتوسنتزی گیاهان و تابش فعال فتوسنتزی

همانطور که در نمودار پایین مشاهده می‌کنید، سیستم گرمایش تابشی ملایم، امواجی با طول موجی بین ۲۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰ نانومتر تولید می‌کند. محدوده‌ای از نور که گیاه می‌تواند با آن فتوسنتز کند نیز با نام تابش فعال فتوسنتزی یا PAR شناخته می‌شود.

PAR طول موجی در حدود ۳۸۰ تا ۷۴۰ نانومتر دارد، طول موجی که کوتاه‌تر از ناحیه تابشی هیتر ماست. این طول موج همان طول موج مرئی است.

پیشنهادی:  مقایسه پروفایل های پوشش حرارتی سیستم های گرمایش تابشی

پاسخ گیاهان و انسان‌ها به طول موج‌های متفات یکسان نیست و بیشتر گیاهان به نور قرمزی پاسخ می‌دهند که طول موجی بین ۶۲۰ تا ۶۴۰ نانومتر دارد. البته گیاهان در نور آبی هم پاسخ خوبی از خود نشان می‌دهند.