خورشیدی که هر روز می‌تابد شاید همیشه یکسان به نظر برسد، اما پژوهش‌ها نشان می‌دهد که میزان نوری که به سطح زمین می‌رسد در طول زمان تغییر می‌کند. این تغییرات در قالب الگوهایی رخ می‌دهند که می‌توانند بر آب‌وهوا، تولید انرژی و حتی زندگی روزمره بسیاری از مردم تأثیر بگذارند.
کاهش و افزایش تدریجی نور خورشید
دانشمندان گزارش داده‌اند که این الگوها شامل دوره‌هایی از کاهش نور خورشید یا «تاریکی» و سپس بازگشت مجدد نور به حالت قبل یا «روشنایی» هستند.
«مارتین وایلد» از مؤسسه علوم جوی و اقلیم دانشگاه فدرال فناوری زوریخ (ETH Zürich) یکی از پژوهشگرانی است که در حال بررسی دلایل این تغییرات و تأثیرات احتمالی آن‌ها بر زندگی انسان است.
تغییرات نور خورشید در گذر دهه‌ها
نقش ذرات معلق در کاهش نور
برخی از این تغییرات به دلیل وجود آئروسل‌ها در جو رخ می‌دهند؛ آئروسل‌ها ذرات ریز معلق در هوا هستند که می‌توانند نور خورشید را پراکنده یا مسدود کنند. زمانی که سطح آلودگی هوا افزایش می‌یابد، این ذرات می‌توانند نور خورشید بیشتری را پیش از رسیدن به سطح زمین جذب یا منحرف کنند. این موضوع منجر به کاهش نور در بسیاری از مناطق می‌شود.
«میزان نور خورشیدی – یعنی انرژی تابشی خورشید – که به سطح زمین می‌رسد، لزوماً ثابت نیست و می‌تواند در طول دهه‌ها به‌طور قابل‌توجهی تغییر کند.» — مارتین وایلد
تأثیر کاهش آلودگی بر افزایش نور
کاهش سطح آلودگی در برخی مناطق باعث افزایش دوباره نور خورشید شده است، اما میزان این بهبود در همه‌جا یکسان نیست.
بازگشت نور خورشید و تولید انرژی
نمونه موردی: چین
دانشمندان توجه ویژه‌ای به چین دارند. کاهش آلودگی در این کشور می‌تواند سطح نور خورشید را به دوران پیش از آلودگی برگرداند و به افزایش تولید برق خورشیدی کمک کند.
«اگر چین بتواند به‌طور کامل از مرحله تاریکی عبور کند و به سطوح هوای پاک دهه ۱۹۶۰ بازگردد، می‌تواند دستاوردهای بزرگی در زمینه تولید انرژی خورشیدی به‌دست آورد.» — مارتین وایلد
در واقع، هرچه نور بیشتری به صفحات خورشیدی برسد، انرژی بیشتری نیز برای خانه‌ها و کسب‌وکارها تولید می‌شود.
چرخه‌های ده‌ساله نوسانات نور
شواهد نشان می‌دهد که تغییرات نور خورشید در بازه‌های زمانی ده‌ساله یا بیشتر اتفاق می‌افتد. این یافته‌ها از طریق اندازه‌گیری‌های سطحی و داده‌های ماهواره‌ای به‌دست آمده‌اند، هرچند که هرکدام از این روش‌ها چالش‌های خاص خود را دارند.
تأثیر نور خورشید بر آب‌وهوا و انرژی
تغییرات نور و اثرات زیست‌محیطی
نوسانات نور خورشید می‌تواند بر رشد محصولات کشاورزی، دمای محیط و میزان تبخیر آب تأثیر بگذارد. در برخی مناطق، آلودگی می‌تواند روزها را خنک‌تر کند، درحالی‌که در مناطق دیگر ممکن است الگوهای بارندگی تغییر کند. حتی یک درصد کاهش در انرژی خورشیدی می‌تواند برنامه‌ریزی‌های کشاورزی را به‌طور جدی تحت‌تأثیر قرار دهد.
«این تغییرات دهه‌ای در انرژی خورشیدی در دسترس، نه تنها برای تغییرات اقلیمی و زیست‌محیطی اهمیت دارند، بلکه برای ارزیابی منابع در بخش در حال رشد تولید برق خورشیدی نیز حیاتی هستند.» — مارتین وایلد
کاهش سطح نور همچنین می‌تواند باعث افزایش هزینه‌های انرژی یا کاهش برداشت محصولات کشاورزی شود.
نیاز فوری به راهکارها
مدلسازی پیشرفته و پایش ترکیبات شیمیایی
برخی از دانشمندان از مدل‌های پیشرفته رایانه‌ای برای پر کردن خلأ داده‌هایی استفاده می‌کنند که در برخی مناطق ثبت نشده‌اند. گروهی دیگر نیز انتشار ترکیبات شیمیایی که می‌توانند نور خورشید را کاهش دهند، زیر نظر دارند.
همکاری بین‌المللی برای داده‌های دقیق‌تر
افزایش همکاری جهانی می‌تواند باعث بهبود جمع‌آوری داده‌ها شود تا پژوهشگران بتوانند پیش‌بینی‌های دقیق‌تری برای سیاست‌گذاران و صنایع ارائه دهند.
یافته‌های این پژوهش‌ها نشان می‌دهد که کاهش آلودگی هوا و بررسی اثرات طبیعی بر ابرها می‌تواند به تثبیت سطح نور در آینده کمک کند. ردیابی دقیق نور خورشید همراه با اطلاعات مربوط به آلاینده‌ها، گامی ضروری در جهت محافظت از منابع انرژی خورشیدی و گسترش آن‌ها به‌شمار می‌رود.
نور خورشید و برنامه‌ریزی اقلیمی
داده‌های بلندمدت و برنامه‌ریزی‌های صنعتی
جمع‌آوری داده‌های دقیق در بازه‌های زمانی طولانی، ما را قادر می‌سازد تا افت یا افزایش سطح نور را شناسایی کنیم. این اطلاعات برای کسانی که در حال ساخت نیروگاه‌های خورشیدی بزرگ هستند، بسیار ارزشمند است؛ زیرا آن‌ها نیازمند جریان پیوسته نور خورشید هستند.
صنایع به پیش‌بینی دقیق در مورد میزان انرژی قابل تولید در هر سال نیاز دارند، و جوامع محلی نیز باید بدانند که آیا الگوهای آب‌وهوایی قرار است تغییر کند یا نه.
اهمیت تجهیز بهتر ایستگاه‌های اندازه‌گیری
استفاده از تجهیزات اندازه‌گیری دقیق‌تر در نقاط بیشتر، می‌تواند به درک عمیق‌تری از روند تغییرات نور خورشید در طول زمان منجر شود. این داده‌ها برای تصمیم‌گیری‌های حیاتی از برنامه‌ریزی شبکه‌های برق تا زمان‌بندی کاشت محصولات کشاورزی مفید هستند.
هوای پاک، نور بیشتر و کاهش هزینه انرژی
تغییرات سطح نور خورشید شاید همیشه در صدر اخبار نباشد، اما نشان‌دهنده‌ی توازن حساس میان کیفیت هوا و انرژی خورشیدی در سطح زمین است.
پژوهشگران همچنان در حال بهبود داده‌ها و جستجوی علائمی برای هشدار نسبت به کاهش سطح نور هستند. تحقیقات در سناریوهای مختلف آلودگی ادامه دارد.
افق روشنی برای هوای پاک‌تر و تولید بهتر انرژی خورشیدی در پیش است. با پیوستن کشورهای بیشتر به مسیر انرژی‌های پاک، تغییرات نور خورشید اهمیت اقتصادی بیشتری پیدا می‌کند. کاهش انتشار آئروسل‌ها می‌تواند مزایای بیشتری برای شبکه‌های برق و بخش کشاورزی به همراه داشته باشد، که این موضوع برای موفقیت شهرها و مناطق روستایی حیاتی است.
این مطالعه در نشریه Advances in Atmospheric Sciences منتشر شده است.
