FOTOSZINTETIKUSAN AKTÍV SUGÁRZÁS ÉS GLOBÁLSUGÁRZÁS Major György Horváth László, Pintér Krisztina, Nagy Zoltán (Gödöllı) Haszpra László, Barcza Zoltán, Gelybó Györgyi
Globálsugárzás: a 0,29 – 4 mikrométer közötti spektrumtartományban a vízszintes síkra érkezı napsugárzási energia áramsőrősége [W/m2]
Fotoszintetikusan aktív sugárzás (PAR): a 0,4 – 0,7 mikrométer spektrumtartományban a vízszintes síkra érkezı napsugárzásban a fotonok számának az áramsőrősége [µmol/(m2*sec)] 1 mol = 6 * 1023 = 1 Einstein
Fotoszintetikusan aktív sugárzás energiája (PARe): a 0,4 – 0,7 mikrométer spektrumtartományban a vízszintes síkra érkezı napsugárzási energia áramsőrősége [W/m2]
Hazai vizsgálatok a PAR-ral kapcsolatban: •Felméry László, 1974, IDİJÁRÁS: egész évben és a vegetációs periódusban a területi eloszlás az országban, a felhasznált összefüggés: PARe = 0,42*Dir_ + 0,60*Dif_ (ТООМИНГ és ГУЛЯЕв, 1967)
•Hunkár Márta egyetemi doktori értekezése, 1984 •Endrıdi Gabriella kísérletei •László-Pinker cikk: Global distribution of photosynthetically active radiation as observed from satellites. 1992. J. of Climate •Haszpra László és munkatársai mérései Hegyhátsálon 1995-tıl •Horváth László és munkatársai mérései Bugacon 2006-tól •Víg Péter és munkatársai mérései 2006-tól erdıben 3 szintben + asugárzási egyenleg 4 komponense az erdı felett
•Major G.: ON THE SPECTRAL COMPOSITION OF GLOBAL RADIATION Solar Energy, 1983, pp. 73-78
•LI-COR 1800 spektrométer beszerzése, ~1990
Globálsugárzás spektrális eloszlása 1,400E+00 1,200E+00 1,000E+00 8,000E-01 6,000E-01 4,000E-01 2,000E-01 0,000E+00 300
400
500
600
700
Hullámhossz nm DERÜLT
BORULT
800
900
Borult és derült globálsugárzás relatív spektrális összetétele Borult
Derült
1,1 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 350
400
450
500
550
600
650 Hulláhossz nm
LICOR 1800 spektrométerrel mért görbék
700
Folyamatos mérésekhez a globálsugárzás spektrumát színes búrákkal (SCHOTT-szőrık) felbontva regisztráljuk Schott szőrık: elvágó szőrık: a spektrumot két részre vágják, a karakterisztikus hullámhossznál rövidebb hullámhosszú részt elnyelik, a hosszabb hullámokat átengedik
Schott szőrıs méréseket végezett a SMITHSONIAN INSTITUTE (Goldberg és Klein) 1968 – 1977 között 4 helyen: •Washington D.C. 39 N •Rockville MD 39 N •Balboa, Panama. 7 N •Barrow, Alaska, 71 N 6 pyranométer használatával: 290 400 495 615 715 805 nm-es elvágó szőrıbúrákkal
Havi spektrál-globál arány 5 éves átlagai Felsı pontok: 400 nm, alsó pontok 715 nm 1,1 1 0,9
Balboa Rockville
0,8
Barrow
0,7
Balboa
0,6
Rockville Barrow
0,5 0,4 0,3 1
2
3
4
5
6
7 Hónap
8
9
10
11
12
Budapesti szőrıbúrás mérések: 1976 február – december 4 pyranométer: 290 387 500 700 nm elvágású búrákkal
387 és 700 nm 1
Sp ektrál / g lo b ál arán y
0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0
0,2
0,4 Relatív globál
0,6
0,8
A budapesti 11 hónapnyi mérés alapján: spektrál/globál arányokra jellemzı, hogy •Az évi menet jelentéktelen, •A derült és borult napok arányai valamelyest szétválnak: a teljesen derült napokon az arány mintegy 5 %-kal nagyobb, mint a teljesen borult napokon. Ez azt jelenti, hogy borult esetekben a rövidebb hullámhosszakon lejutó napsugárzás részaránya megnövekszik. Mivel ez érvényes a PAR tartomány mindkét határára, a PAR tartományban az eltolódás jelentéktelen. •Az állandónak tekinthetı arány: PARe / G = 0,4
2,5
2
1,5
1
0,5
0
Hegyhátsál, Par / Globál havi értékek, 1995 - 2008
25 %
950201 950901 960401 961101 970601 980101 980801 990301 991001 000501 001201 010701 020201 020901 030401 031101 040601 050101 050801 060301 061001 070501 071201 080701
PAR/globál, Hegyhátsál, 2009. július 1. - 2010. március
2,4 2,2 2 1,8
12 %
1,6 1,4 1,2 1 2009.05.17
2009.07.06
2009.08.25
2009.10.14
2009.12.03
2010.01.22
2010.03.13
2010.05.02
Bugac, PAR / Globál 2006 júl. - 2007. jan. kétheti összegekbıl
2,15 2,1
7 %
2,05 2 1,95 1,9 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
BUGAC, PAR / Globál havi értékekbıl 2006. július - 2008. december 2,5 2,4 2,3 2,2 2,1
12 %
2 1,9 1,8 2006. márc.
2006. júl.
2006. okt.
2007. jan.
2007. ápr.
2007. aug.
2007. nov.
2008. febr.
2008. jún.
2008. szept.
2008. dec.
2009. márc.
Bugac, 2007. de ce mbe r 1 - 2008. január 15. albe dó és PARalbe dó kétnaponként 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Albedó
PARalbedó
A hó és hóesés szerepe
Bugac, havi albedó és PARalbedó 2006. júl. - 2008. dec. 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1
Albedó
.
08
.n
pt .s 08 20
20
ze
. ja
PARalbedó
ov
.
n.
. 08
20
.n 07
.s 07 20
20
ze
. ja
pt
ov
.
n.
. 07
ov 20
.n 06
20
20
06
.s
ze
pt
.
0
GOOGLE keresés: •PARalbedo: 4 találat, mind tudományos cikk •PAR albedo: 3520 találat, sok ismétlıdés, sok nem idevágó •PAR albedo címben: 5 találat, ebbıl 2 a francia „par” prepozicióhoz kötıdik regény cím és Wangelis album cím révén úgy, mint az elıbb •PAR albedo elmult év: 34 találat, ebbıl 2 nem idevág, ismétlések itt is, mint a 3520 találatban
Téma: levélfelület index, zöld tömeg, vízstressz, stb
Hegyhátsál, PAR - globál kapcsolat 1995. m árc. 9. - 1995. dec. 31. 2000 1800 y = 1,9127x - 11,284
1600
2
R = 0,9921
PAR[uE/m2/s]
1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0
200
400
600 GR [W/m2]
800
1000
Második PAR mőszerrel 2 nap: 09.07.01 és 10.03.15
Hegyhátsál 2500
R2 = 0,7948 2000
PAR
1500
1000
500
0 0
100
200
300
400
500
Globál W /m2
600
700
800
900
1000
Az erıs statisztikai összefüggés magyarázata:
A GLOBÁLSUGÁRZÁS SPEKTRÁLIS ÖSSZETÉTELE JÓ KÖZELÍTÉSSEL ÁLLANDÓ!!!!
LI-COR Technical Note
Vízalatti PAR mérésekhez
Tanulságok: • Meglehetısen szoros a PAR – globál kapcsolat •Érdemes PAR mőszereket is venni, jó minıségőeket és azonos tipusúakat •Terepi mérés
obszervatóriumi mérés
•Abszolút kalibráció???? •Szakszerő összehasonlítás???
