Physical Evaluation of Atmospheric Optical Properties and Solar Radiation Analysis over Tarhuna – Libya by using NASA POWER Data

يقدم هذا البحث تقييما فيزيائياً للخصائص البصرية للغلاف الجوي وتحليلاً للإشعاع الشمسي في ترهونة بليبيا ( 32.43 شمالاً، 13.63 شرقاً ) وارتفاع (398 متراً عن سطح البحر) ، وذلك باستخدام البيانات اليومية لعام 2025 والمستخرجة من قاعدة بيانات ( NASA POWER )، ونظراً لعدم توفر محطات أرصاد جوية ارضية في منطقة ترهونة، تم اعتماد بيانات الإشعاع الأفقي الكلي () من ناسا، ولحساب الاشعاع العمودي المباشر () تم استخدام نموذج " إربس" (Erbs) لفصل الإشعاع الكلي إلى مكوناته المباشر و المنتشر، حيث جرى الاعتماد على نموذج الفصل لأن نماذج فصل الإشعاع تعطي نتائج أكثر ملاءمة للتطبيقات الشمسية مقارنة بالبيانات الجاهزة المستمدة من الأقمار الصناعية والتي تعاني من هوامش خطأ مرتفعة في قيم الإشعاع المباشر () على عكس قيم الإشعاع الكلي.  بعد ذلك تم تحويل الإشعاع المباشر الافقي الى اشعاع عمودي مباشر ( ) باستخدام زاوية السمت الشمسية ( ) وفي الخطوة الأخيرة، تم حساب العمق البصري  للغلاف الجوي () بتطبيق قانون “بير-لامبرت” كدالة في كتلة الهواء عند الظهر(). أظهرت النتائج الاحصائية أن الاشعاع الشمسي يكون مستقراً للغاية ويمكن التنبؤ به خلال فصل الصيف، حيث سجل شهر يوليو اقل تباين يومي على مدار السنة ( =2.77 ) و( SD=0.2243) نتيجة لصفاء  السماء المستمر، في المقابل يظهر فصل الربيع عكارة جوية عالية، ففي شهر أبريل، تؤدي العواصف الترابية الصحراوية إلى رفع العمق البصري للجو إلى أعلى قيمة سنوية ( ) ويسبب هذا الغبار في حدوث تشتت “ميه” (Mie scattering) مما يخفض شدة الإشعاع المباشر () الى ادنى مستوياته البالغة ( 2.5 KWh/m²/day) ومع ذلك ، يلاحظ أن الإشعاع الأفقي الكلي () يظل مرتفعاً عند ( 6.717 KWh/m²/day) لأن حبيبات الغبار الكبيرة تسبب في تشتت الاشعة نحو الاسفل ليصل إلى الأرض كإشعاع منتشر ()، ويساعد في ذلك ايضاً حدوث تشتت متعدد للأشعة بين الجو المحمل بالتراب وسطح الأرض، أما في شهر نوفمبر فإن أمطار الخريف تغسل الغبار تماماً من السماء، مما يخفض العمق البصري إلى أدنى قيمة سنوية له ( ) ويرفع مؤشر الصفاء إلى اقصى قيمة له (=0.6773 ) تحت سيطرة تشتت “ ريلي” (Rayleigh scattering ) الضعيف والمستقر المميز لجزيئات الهواء النقي. أكد تحليل ارتباط “ بيرسون” المعتمد على البيانات اليومية وجود علاقة عكسية قوية جداً بين مؤشر الصفاء والعمق البصري للجو          ( ) ، وعلاقة عكسية قوية بين الإشعاع المباشر والعمق البصري ( ) كما بلغت قيمة معامل الارتباط بين الإشعاع المباشر ومؤشر الصفاء ( ) ، ويفسر عدم وصول هذه العلاقة إلى الخطية المثالية فيزيائياً لقيام العواصف الترابية بتحويل اشعة الشمس المباشرة إلى منتشرة. توفر هذه الدراسة إطاراً اساسياً لمشاريع الطاقة الشمسية  ودراسة الخصائص البصرية للغلاف الجوي  في منطقة الدراسة والتي يسجل فيها المتوسط السنوي الإشعاع الأفقي العالمي معدل (5.7234 KWh/m²/day) مصحوباً بمؤشر صفاء  =0.6006.