الحد الأقصى للطاقة الشمسية في الأفق ولكن متى سيصل (ومتى سنعرف)؟
الحد الأقصى للطاقة الشمسية في الأفق ولكن متى سيصل (ومتى سنعرف)؟
شهد شهري مايو ويونيو 2024 أعلى أعداد للبقع الشمسية على الشمس منذ عام 2002، ولكن هل بلغت ذروة الدورة الشمسية ذروتها بعد؟
تتبع الشمس دورة شمسية مدتها 11 عامًا من النشاط المتزايد والمتناقص. على الرغم من أنه ليس أول عالم فلك يكتشف الدورة الشمسية، إلا أن اصطلاح ترقيم وتسمية الدورة الشمسية تم تقديمه لأول مرة في عام 1852 من قبل عالم الفلك السويسري يوهان رودولف وولف. ضمن نظام ترقيم الدورة الشمسية الجديد، قام بتعيين الدورة الشمسية التاريخية 1755-1766 "الدورة الشمسية 1". وبحلول وقت عمله، كانت الشمس بالفعل في الدورة الشمسية التاسعة. واعتبارًا من ديسمبر 2019، نحن الآن في الدورة الشمسية 25.
القذف الكتلي الإكليلي (CMEs) لعدة أشهر في المرة الواحدة. من هذه الفترة من الحد الأدنى للطاقة الشمسية، يتصاعد النشاط الشمسي تدريجياً على مدى عدة سنوات، إلى فترة الحد الأقصى للطاقة الشمسية. خلال فترة الذروة الشمسية، تكون التوهجات الشمسية الكبيرة والانبعاث الإكليلي الكتلي في أكثر حالاتها تكرارًا.
كيف يتم تحديد الحد الأقصى للطاقة الشمسية؟
الحد الأقصى للطاقة الشمسية له تعريف علمي محدد للغاية، فهو ذروة منحنى رقم البقع الشمسية لمدة 13 شهرًا. ماذا يعني هذا؟ يتم حساب أعداد البقع الشمسية يوميًا، ولكن ليس ببساطة حساب عدد البقع الشمسية الموجودة على الشمس.
يتم حساب الرقم الدولي للبقع الشمسية من خلال المعادلة R = 10g + s ، حيث g هو عدد مجموعات البقع الشمسية، و s هو عدد البقع الشمسية المتميزة بشكل فردي. هناك أيضًا عامل قياس مطبق، يعتمد على ظروف المرصد المحلي. يتوافق مقياس البقع الشمسية هذا مع القياس الذي استخدمه وولف نفسه، وهو مصمم لتقليل تأثير منطقة البقع الشمسية المجزأة التي تؤدي إلى تضخيم عدد البقع الشمسية الفردية.
يتم بعد ذلك حساب عدد البقع الشمسية شهريًا من متوسط عدد البقع الشمسية اليومية. يتم نشر هذا الرقم الشهري للبقع الشمسية شهريًا بواسطة مصادر رسمية، على سبيل المثال الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA). نظرًا لأن أرقام البقع الشمسية الشهرية يمكن أن تتأرجح بشكل كبير من شهر إلى آخر، فمن الصعب استخراج النقطة الدقيقة للحد الأقصى للطاقة الشمسية من البيانات. وبدلاً من ذلك، يتم فحص اتجاهات البقع الشمسية الأطول من خلال القيمة السلسة لمدة 13 شهرًا. يتم حساب هذا الرقم لشهر معين من خلال أخذ متوسط عدد البقع الشمسية الشهرية من 6 أشهر سابقة إلى 6 أشهر لاحقة (إجمالي 13 شهرًا). وبالتالي فإن هذه القيمة المبسطة متاحة فقط لشهر معين، بعد 6 أشهر. يتم تحديد الحد الأقصى والحد الأدنى للطاقة الشمسية رسميًا من خلال النقاط العالية والمنخفضة لهذا المنحنى السلس.
ذات صلة: الحد الأقصى للطاقة الشمسية قادم، لكننا لن نعرف حدوثه إلا بعد مرور 7 أشهر على انتهائه
على الرغم من أن هذا هو التعريف الرسمي للحد الأقصى للطاقة الشمسية، إلا أن نفس المصطلح يستخدم أيضًا بشكل أقل رسمية لوصف سنة أو نحو ذلك من النشاط المتزايد حول الذروة الشمسية القصوى المحددة.
متى يكون الحد الأقصى للطاقة الشمسية؟
نظرًا لأن الحد الأقصى للطاقة الشمسية يتم تحديده من خلال ذروة المنحنى المصقول لمدة 13 شهرًا، فقد لا يحدث الحد الأقصى للطاقة الشمسية فعليًا في الشهر الذي يوجد فيه أعلى عدد من البقع الشمسية. وبأخذ الدورة الشمسية 24 كمثال، تم تسجيل أعلى عدد شهري للبقع الشمسية في فبراير 2014، لكن الحد الأقصى الرسمي للطاقة الشمسية وصل في يونيو 2014.
وفي الوقت نفسه، في الدورة الشمسية الحالية، شهد 25 مايو ويونيو 2024 أعلى أعداد شهرية للبقع الشمسية منذ سبتمبر 2022. ومن الممكن أن تكون هذه الأشهر هي أعلى أرقام شهرية للبقع الشمسية التي سنراها، حتى لو كانت القيمة الممهدة لمدة 13 شهرًا ( الذي يحدد الحد الأقصى للطاقة الشمسية) يستمر في الارتفاع لبضعة أشهر. وبدلاً من ذلك، لا يزال من الممكن أيضًا أن تشهد الأشهر المقبلة أعدادًا للبقع الشمسية أكبر من شهري مايو ويونيو.
أحدث جهود النمذجة التي تبذلها الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA)، والتي تستخدم بيانات البقع الشمسية الموجودة للتنبؤ بذروة الدورة الشمسية، تقدر الحد الأقصى للطاقة الشمسية في الفترة ما بين يوليو 2024 إلى يناير 2025. ومع ذلك، على الرغم من أن ذروة الدورة الشمسية قد تكون وشيكة، إلا أنها ستستغرق بعض الوقت. بعد هذه الفترة الزمنية قبل أن نتمكن من تأكيد متى حدث الحد الأقصى للطاقة الشمسية بالفعل. لماذا هذا؟
قصص ذات الصلة:
في أي شهر، من المستحيل معرفة ما إذا كنت في ذروة الدورة الشمسية. وذلك لأنك لا تعرف أبدًا على وجه اليقين ما إذا كان نشاط البقع الشمسية في الشهر التالي سيتجاوز نشاط الشهر الذي تتواجد فيه حاليًا. وحتى بعد مرور عدة أشهر على الحد الأقصى المتوقع للطاقة الشمسية، لا يمكننا معرفة ما إذا كانت أعداد البقع الشمسية ستتسارع مرة أخرى. تُظهر دورتنا الشمسية الحالية مثالاً جيدًا على ذلك، مع ذروة أولية في يونيو 2023، تليها عدة أشهر من انخفاض نشاط البقع الشمسية حتى عودة النشاط في أبريل ومايو 2024. تُرى هذه الذروة المزدوجة في أعداد البقع الشمسية بشكل متكرر في الطاقة الشمسية التاريخية بيانات الدورة، ولكنها غير مضمونة أبدًا. في بعض الحالات، هناك حاجة إلى سنة أو سنتين من الانخفاض المستمر في أعداد البقع الشمسية للتأكيد بثقة على أن الذروة قد مرت. نظرًا لأن تحليل الاتجاه هذا يستخدم قيم البقع الشمسية الناعمة لمدة 13 شهرًا، فهناك أيضًا فترة انتظار لمدة 6 أشهر يجب أخذها في الاعتبار قبل أن نحصل حتى على نقطة البيانات لشهر معين.
ومع توقع الحد الأقصى للطاقة الشمسية بين يوليو 2024 ويناير 2025، يمكننا بسهولة الوصول إلى نهاية عام 2025 أو 2026 قبل أن نتمكن من تحديد بثقة متى حدث الحد الأقصى للطاقة الشمسية.
