Sunčevo zračenje ili ionizirajuće zračenje sunca. Ukupno sunčevo zračenje

Sve vrste sunčevih zraka do površine zemlje dolaze na tri načina – u obliku izravnog, reflektiranog i difuznog sunčevog zračenja.
izravno sunčevo zračenje su zrake koje dolaze izravno od sunca. Njegov intenzitet (učinkovitost) ovisi o visini sunca iznad horizonta: maksimum se opaža u podne, a minimum - ujutro i navečer; od doba godine: maksimum - ljeti, minimum - zimi; s visine terena iznad razine mora (više u planinama nego u ravnici); na stanje atmosfere (onečišćenje zraka ga smanjuje). Spektar sunčevog zračenja također ovisi o visini sunca iznad horizonta (što je sunce niže iznad horizonta, manje je ultraljubičastih zraka).
reflektirano sunčevo zračenje- To su zrake sunca koje reflektira zemlja ili vodena površina. Izražava se kao postotak reflektiranih zraka u njihovom ukupnom toku i naziva se albedo. Vrijednost albeda ovisi o prirodi reflektirajućih površina. Prilikom organiziranja i provođenja sunčanja potrebno je poznavati i voditi računa o albedu površina na kojima se sunčanje provodi. Neke od njih karakterizira selektivna refleksivnost. Snijeg potpuno odbija infracrvene zrake, a ultraljubičaste u manjoj mjeri.

raspršeno sunčevo zračenje nastala kao posljedica raspršivanja sunčeve svjetlosti u atmosferi. Molekule zraka i čestice suspendirane u njemu (najsitnije kapljice vode, kristali leda i sl.), zvane aerosoli, reflektiraju dio zraka. Kao rezultat višestrukih refleksija, neki od njih još uvijek dopiru do površine zemlje; To su raspršene sunčeve zrake. Uglavnom se raspršuju ultraljubičaste, ljubičaste i plave zrake, što za vedrog vremena određuje plavu boju neba. Udio raspršenih zraka je velik na visokim geografskim širinama (u sjevernim regijama). Tu je sunce nisko iznad horizonta, pa je stoga put zraka do zemljine površine duži. Na dugoj stazi zrake nailaze na više prepreka i raspršuju se u većoj mjeri.

(http://new-med-blog.livejournal.com/204

Ukupno sunčevo zračenje- svo izravno i difuzno sunčevo zračenje koje ulazi na površinu zemlje. Ukupno sunčevo zračenje karakterizira intenzitet. Uz nebo bez oblaka, ukupno sunčevo zračenje ima maksimalnu vrijednost oko podneva, a tijekom godine - ljeti.

Ravnoteža zračenja
Ravnoteža zračenja zemljine površine je razlika između ukupnog sunčevog zračenja koje apsorbira Zemljina površina i njegovog efektivnog zračenja. Za površinu zemlje
- ulazni dio je apsorbirano izravno i raspršeno sunčevo zračenje, kao i apsorbirano protuzračenje atmosfere;
- rashodni dio se sastoji od gubitka topline zbog vlastitog zračenja zemljine površine.

Ravnoteža zračenja može biti pozitivan(dnevni, ljetni) i negativan(noću, zimi); mjereno u kW/sq.m/min.
Ravnoteža zračenja zemljine površine najvažnija je komponenta toplinske ravnoteže zemljine površine; jedan od glavnih klimatskih faktora.

Toplinska ravnoteža zemljine površine- algebarski zbroj svih vrsta unesene i izlazne topline na površini kopna i oceana. Priroda toplinske ravnoteže i njezina energetska razina određuju značajke i intenzitet većine egzogenih procesa. Glavne komponente toplinske ravnoteže oceana su:
- bilanca zračenja;
- utrošak topline za isparavanje;
- turbulentna izmjena topline između površine oceana i atmosfere;
- vertikalna turbulentna izmjena topline površine oceana s donjim slojevima; i
- horizontalna oceanska advekcija.

(http://www.glossary.ru/cgi-bin/gl_sch2.c gi?RQgkog.outt:p!hgrgtx!nlstup!vuilw)tux yo)

Mjerenje sunčevog zračenja.

Za mjerenje sunčevog zračenja koriste se aktinometri i pirheliometri. Intenzitet sunčevog zračenja obično se mjeri njegovim toplinskim učinkom i izražava se u kalorijama po jedinici površine u jedinici vremena.

(http://www.ecosystema.ru/07referats/slo vgeo/967.htm)

Mjerenje intenziteta sunčevog zračenja provodi se piranometrom Yanishevsky zajedno s galvanometrom ili potenciometrom.

Prilikom mjerenja ukupnog sunčevog zračenja, piranometar se ugrađuje bez zasjenjenog zaslona, ​​dok se kod mjerenja raspršenog zračenja ugrađuje sa zaslonom u sjeni. Izravno sunčevo zračenje izračunava se kao razlika između ukupnog i raspršenog zračenja.

Prilikom određivanja intenziteta upadnog sunčevog zračenja na ogradu, piranometar se montira na nju tako da je percipirana površina uređaja strogo paralelna s površinom ograde. U nedostatku automatskog snimanja zračenja, mjerenja treba obaviti nakon 30 minuta između izlaska i zalaska sunca.

Zračenje koje pada na površinu ograde nije potpuno apsorbirano. Ovisno o teksturi i boji ograde, neke od zraka se reflektiraju. Omjer reflektiranog zračenja i upadnog zračenja, izražen u postocima, naziva se površinski albedo a izmjerio P.K. Kalitina u kompletu sa galvanometrom ili potenciometrom.

Za veću točnost promatranja treba provoditi na vedrom nebu i uz intenzivno sunčevo zračenje ograde.

(http://www.constructioncheck.ru/default.a spx?textpage=5)

solarno zračenje nazvan protok energije zračenja od sunca koja ide na površinu globusa. Energija zračenja sunca primarni je izvor drugih vrsta energije. Apsorbiran od površine zemlje i vode, pretvara se u toplinsku energiju, au zelenim biljkama - u kemijsku energiju organskih spojeva. Sunčevo zračenje je najvažniji klimatski čimbenik i glavni uzrok vremenskih promjena, budući da su različite pojave koje se događaju u atmosferi povezane s toplinskom energijom koju dobiva od sunca.

Sunčevo zračenje, ili energija zračenja, po svojoj prirodi je tok elektromagnetskih oscilacija koje se šire u ravnoj liniji brzinom od 300 000 km / s s valnim duljinama od 280 nm do 30 000 nm. Energija zračenja emitira se u obliku pojedinačnih čestica zvanih kvanti ili fotoni. Za mjerenje duljine svjetlosnih valova koriste se nanometri (nm) ili mikroni, milimikroni (0,001 mikrona) i anstromi (0,1 milimikroni). Razlikovati infracrvene nevidljive toplinske zrake valne duljine od 760 do 2300 nm; zrake vidljive svjetlosti (crvene, narančaste, žute, zelene, plave, plave i ljubičaste) valne duljine od 400 (ljubičasta) do 759 nm (crvena); ultraljubičaste, ili kemijski nevidljive, zrake valne duljine od 280 do 390 nm. Zrake valne duljine manje od 280 milimikrona ne dopiru do površine zemlje, zbog njihove apsorpcije ozona u visokim slojevima atmosfere.

Na rubu atmosfere spektralni sastav sunčevih zraka u postocima je sljedeći: infracrvene zrake 43%, svjetlost 52 i ultraljubičaste 5%. Na površini zemlje, na visini sunca od 40°, sunčevo zračenje ima (prema N. P. Kalitinu) sljedeći sastav: infracrvene zrake 59%, svjetlost 40 i ultraljubičasto 1% sve energije. Intenzitet sunčevog zračenja raste s visinom iznad razine mora, a također i kad sunčeve zrake padaju okomito, budući da zrake moraju proći kroz manju debljinu atmosfere. U drugim slučajevima, površina će primati manje sunčeve svjetlosti, što je sunce niže, ili ovisno o kutu upada zraka. Napon sunčevog zračenja opada zbog oblačnosti, onečišćenja zraka prašinom, dimom itd.

I prije svega dolazi do gubitka (apsorpcije) kratkovalnih zraka, a zatim toplinskih i svjetlosnih. Energija zračenja sunca izvor je života na Zemlji biljnih i životinjskih organizama i najvažniji čimbenik okolnog zraka. Ima različite učinke na organizam, koji pri optimalnom doziranju mogu biti vrlo pozitivni, a kod pretjeranog (predoziranja) mogu biti negativni. Sve zrake imaju toplinsko i kemijsko djelovanje. Štoviše, za zrake velike valne duljine dolazi do izražaja toplinski učinak, a kod kraće valne duljine kemijski učinak.

Biološki učinak zraka na životinjski organizam ovisi o valnoj duljini i njihovoj amplitudi: što su valovi kraći, što su njihove oscilacije češće, to je energija kvanta veća i reakcija organizma na takvo zračenje je jača. Kratkovalne, ultraljubičaste zrake, kada su izložene tkivima, uzrokuju u njima fenomene fotoelektričnog efekta s pojavom otcijepljenih elektrona i pozitivnih iona u atomima. Dubina prodiranja različitih zraka u tijelo nije ista: infracrvene i crvene zrake prodiru nekoliko centimetara, vidljive (svjetle) - nekoliko milimetara, a ultraljubičaste - samo 0,7-0,9 mm; zrake kraće od 300 milimikrona prodiru u životinjska tkiva do dubine od 2 milimikrona. Uz tako neznatnu dubinu prodiranja zraka, potonje imaju raznolik i značajan učinak na cijeli organizam.

Solarno zračenje- vrlo biološki aktivan i stalno djelujući čimbenik, koji je od velike važnosti u formiranju niza tjelesnih funkcija. Tako, na primjer, posredstvom oka, zrake vidljive svjetlosti utječu na cijeli organizam životinja, uzrokujući bezuvjetne i uvjetovane refleksne reakcije. Infracrvene toplinske zrake utječu na tijelo i izravno i kroz objekte koji okružuju životinje. Tijelo životinja kontinuirano apsorbira i samo emitira infracrvene zrake (razmjena zračenja), a taj proces može značajno varirati ovisno o temperaturi kože životinja i okolnih predmeta. Ultraljubičaste kemijske zrake, čiji kvanti imaju mnogo veću energiju od kvanta vidljivih i infracrvenih zraka, odlikuju se najvećom biološkom aktivnošću, djeluju na tijelo životinja humoralnim i neurorefleksnim putovima. UV zrake prvenstveno djeluju na eksteroreceptore kože, a zatim refleksno djeluju na unutarnje organe, posebice na endokrine žlijezde.

Dugotrajno izlaganje optimalnim dozama energije zračenja dovodi do adaptacije kože, do njezine manje reaktivnosti. Pod utjecajem sunčeve svjetlosti povećava se rast dlaka, funkcija žlijezda znojnica i lojnica, deblja se rožnati sloj i deblja epiderma, što dovodi do povećanja otpornosti kože tijela. U koži dolazi do stvaranja biološki aktivnih tvari (histamina i histaminu sličnih tvari) koje ulaze u krvotok. Iste zrake ubrzavaju regeneraciju stanica tijekom cijeljenja rana i čireva na koži. Pod djelovanjem energije zračenja, posebice ultraljubičastih zraka, u bazalnom sloju kože nastaje pigment melanin koji smanjuje osjetljivost kože na ultraljubičaste zrake. Pigment (tan) je poput biološkog zaslona koji pridonosi refleksiji i raspršenju zraka.

Pozitivno djelovanje sunčevih zraka utječe na krv. Njihov sustavni umjereni učinak značajno pospješuje hematopoezu uz istovremeno povećanje broja eritrocita i sadržaja hemoglobina u perifernoj krvi. U životinja nakon gubitka krvi ili oporavka od teških bolesti, osobito zaraznih, umjereno izlaganje sunčevoj svjetlosti potiče regeneraciju krvi i povećava njezinu koagulabilnost. Od umjerenog izlaganja sunčevoj svjetlosti kod životinja povećava se izmjena plinova. Povećava se dubina i smanjuje učestalost disanja, povećava se količina unesenog kisika, oslobađa se više ugljičnog dioksida i vodene pare, pri čemu se poboljšava opskrba tkiva kisikom i povećavaju oksidativni procesi.

Povećanje metabolizma proteina izražava se povećanim taloženjem dušika u tkivima, zbog čega je rast kod mladih životinja brži. Prekomjerno izlaganje suncu može uzrokovati negativnu ravnotežu proteina, osobito kod životinja oboljelih od akutnih zaraznih bolesti, kao i drugih bolesti praćenih povišenom tjelesnom temperaturom. Zračenje dovodi do pojačanog taloženja šećera u jetri i mišićima u obliku glikogena. U krvi se naglo smanjuje količina nedovoljno oksidiranih proizvoda (acetonska tijela, mliječna kiselina itd.), Povećava se stvaranje acetilkolina i normalizira se metabolizam, što je od posebne važnosti za visokoproduktivne životinje.

Kod pothranjenih životinja usporava se intenzitet metabolizma masti i povećava se taloženje masti. Intenzivna rasvjeta kod pretilih životinja, naprotiv, povećava metabolizam masti i uzrokuje pojačano sagorijevanje masti. Stoga se polumasni i masni tov životinja treba provoditi u uvjetima manjeg sunčevog zračenja.

Pod utjecajem ultraljubičastih zraka sunčevog zračenja, ergosterola koji se nalazi u krmnim biljkama i u koži životinja, dehidrokolesterol se pretvara u aktivne vitamine D 2 i D 3, koji pospješuju metabolizam fosfora i kalcija; negativna ravnoteža kalcija i fosfora prelazi u pozitivnu, što doprinosi taloženju tih soli u kostima. Sunčeva svjetlost i umjetno zračenje ultraljubičastim zrakama jedna je od učinkovitih suvremenih metoda za prevenciju i liječenje rahitisa i drugih bolesti životinja povezanih s poremećajem metabolizma kalcija i fosfora.

Sunčevo zračenje, osobito svjetlo i ultraljubičasto zračenje, glavni je čimbenik koji uzrokuje sezonsku spolnu periodičnost kod životinja, budući da svjetlost potiče gonadotropnu funkciju hipofize i drugih organa. U proljeće, tijekom razdoblja povećanog intenziteta sunčevog zračenja i izloženosti svjetlu, lučenje spolnih žlijezda u pravilu se pojačava kod većine životinjskih vrsta. Povećanje spolne aktivnosti kod deva, ovaca i koza uočava se skraćivanjem dnevnog vremena. Ako se ovce drže u zamračenim prostorijama u travnju-lipnju, tada njihov estrus neće doći u jesen (kao i obično), već u svibnju. Nedostatak svjetla kod životinja koje rastu (tijekom rasta i puberteta), prema K.V. Svechinu, dovodi do dubokih, često nepovratnih kvalitativnih promjena u spolnim žlijezdama, a kod odraslih životinja smanjuje spolnu aktivnost i plodnost ili uzrokuje privremenu neplodnost.

Vidljivo svjetlo, odnosno stupanj osvjetljenja, ima značajan utjecaj na razvoj jajašca, estrus, sezonu parenja i trudnoću. Na sjevernoj hemisferi sezona razmnožavanja je obično kratka, a na južnoj hemisferi najduža. Pod utjecajem umjetnog osvjetljenja životinja, njihovo trajanje trudnoće smanjuje se s nekoliko dana na dva tjedna. Učinak zraka vidljive svjetlosti na spolne žlijezde može se široko koristiti u praksi. Eksperimenti provedeni u laboratoriju za higijenu životinja VIEV dokazali su da je osvjetljenje prostora geometrijskim koeficijentom 1:10 (prema KEO, 1,2-2%) u usporedbi s osvjetljenjem 1:15-1:20 i niže (prema KEO, 0,2 -0,5%) pozitivno utječe na kliničko i fiziološko stanje steonih krmača i prasadi do 4 mjeseca starosti, daje snažno i održivo potomstvo. Prirast odojaka povećan je za 6%, a njihova sigurnost za 10-23,9%.

Sunčeve zrake, osobito ultraljubičaste, ljubičaste i plave, ubijaju ili slabe vitalnost mnogih patogenih mikroorganizama, odgađaju njihovu reprodukciju. Dakle, sunčevo zračenje je snažno prirodno dezinficijens vanjskog okoliša. Pod utjecajem sunčeve svjetlosti povećava se opći tonus tijela i njegova otpornost na zarazne bolesti, kao i specifične imunološke reakcije (P. D. Komarov, A. P. Onegov, itd.). Dokazano je da umjereno zračenje životinja tijekom cijepljenja doprinosi povećanju titra i drugih imunoloških tijela, povećanju fagocitnog indeksa, i obrnuto, intenzivno zračenje smanjuje imunološka svojstva krvi.

Iz svega rečenog proizlazi da se nedostatak sunčevog zračenja mora smatrati vrlo nepovoljnim vanjskim uvjetom za životinje, pod kojim su lišene najvažnijeg aktivatora fizioloških procesa. Imajući to na umu, životinje bi trebalo smjestiti u prilično svijetle prostorije, redovito im omogućiti tjelovježbu, a ljeti ih držati na pašnjacima.

Normiranje prirodne rasvjete u prostorijama provodi se geometrijskim ili svjetlosnim metodama. U praksi izgradnje objekata za stoku i perad uglavnom se koristi geometrijska metoda prema kojoj se norme prirodne rasvjete određuju omjerom površine prozora (stakla bez okvira) i površine poda. Međutim, unatoč jednostavnosti geometrijske metode, norme osvjetljenja nisu točno postavljene pomoću nje, jer u ovom slučaju ne uzimaju u obzir svjetlosne i klimatske značajke različitih geografskih zona. Za točnije određivanje osvjetljenja u prostorijama koriste se metodom osvjetljenja, odnosno definicijom faktor dnevne svjetlosti(KEO). Koeficijent prirodnog osvjetljenja je omjer osvjetljenja prostorije (mjerene točke) i vanjskog osvjetljenja u horizontalnoj ravnini. KEO se izvodi po formuli:

K = E:E n ⋅100%

Gdje je K koeficijent prirodne svjetlosti; E - osvjetljenje u prostoriji (u luksima); E n - vanjska rasvjeta (u luksima).

Mora se imati na umu da prekomjerna uporaba sunčevog zračenja, osobito u danima s velikom insolacijom, može uzrokovati značajnu štetu životinjama, posebice uzrokovati opekline, očne bolesti, sunčanicu itd. Osjetljivost na sunčevu svjetlost značajno se povećava od unošenja u tijelo takozvanih senzibilizatora (hematoporfirin, žučni pigmenti, klorofil, eozin, metilensko plavo itd.). Vjeruje se da te tvari akumuliraju kratkovalne zrake i pretvaraju ih u dugovalne zrake uz apsorpciju dijela energije koju oslobađaju tkiva, uslijed čega se reaktivnost tkiva povećava.

Opekline od sunca kod životinja češće se opažaju na dijelovima tijela s nježnom, malo dlake, nepigmentiranom kožom kao posljedica izlaganja toplini (solarni eritem) i ultraljubičastim zrakama (fotokemijska upala kože). U konja se opekline primjećuju na nepigmentiranim područjima tjemena, usana, nosnica, vrata, prepona i udova, a kod goveda na koži sisa i međice. U južnim predjelima moguće su opekline od sunca kod bijelih svinja.

Jaka sunčeva svjetlost može uzrokovati iritaciju mrežnice, rožnice i vaskularnih membrana oka te oštećenje leće. Uz dugotrajno i intenzivno zračenje dolazi do keratitisa, zamućenja leće i poremećaja akomodacije vida. Poremećaj smještaja češće se opaža kod konja ako se drže u stajama s niskim prozorima okrenutim prema jugu, uz koje su konji vezani.

Sunčani udar nastaje kao posljedica jakog i dugotrajnog pregrijavanja mozga, uglavnom toplinskim infracrvenim zrakama. Potonji prodiru u vlasište i lubanje, dospijevaju u mozak i uzrokuju hiperemiju i povećanje njegove temperature. Kao rezultat toga, životinja se prvo pojavljuje ugnjetavanje, a zatim uzbuđenje, poremećeni su respiratorni i vazomotorni centri. Primjećuje se slabost, nekoordinirani pokreti, otežano disanje, ubrzan puls, hiperemija i cijanoza sluznice, drhtanje i konvulzije. Životinja ne ostaje na nogama, pada na tlo; teški slučajevi često završavaju smrću životinje sa simptomima paralize srca ili respiratornog centra. Sunčani udar je posebno težak ako se kombinira s toplinskim udarom.

Za zaštitu životinja od izravnog sunčevog svjetla potrebno ih je držati u sjeni tijekom najtoplijih sati dana. Za sprječavanje sunčanice, osobito kod radnih konja, nose se bijele platnene trake za obrve.

Bio sam među onima koji su voljeli ležati na plaži pod užarenim suncem. Tako je bilo sve dok nisam zadobio jako opeklinu. Ne tako bezazleno izlaganje suncu za ljude. Reći ću vam više o sunčevom zračenju i što možete očekivati ​​od njega.

Što je i kakvo je sunčevo zračenje?

Svi znamo koliko je Sunce važno za naš planet. Sva energija koju emitira naziva se sunčevo zračenje. Njegov put od same zvijezde do Zemlje je vrlo dug, pa se stoga dio sunčeve energije apsorbira, a dio raspršuje. Sunčevo zračenje dijeli se na nekoliko vrsta:

• ravno;
• raspršeno;
• ukupno;
• apsorbirano;
• odrazio.

Izravno sunčevo zračenje je ono koje u cijelosti dopire do površine Zemlje, a raspršeno zračenje ne prodire u atmosferu. Zajedno, ova dva zračenja nazivaju se totalnim. Određeni udio sunčeve topline odlazi na površinu zemlje. Takvo zračenje se naziva apsorbirano. Neka područja na Zemlji mogu reflektirati sunčeve zrake. Odatle je došlo i ime - reflektirano sunčevo zračenje. Prije izlaska Sunca energija Sunca je potpuna. Kada Sunce nije previsoko, većina zračenja se raspršuje.

Utjecaj sunčevog zračenja na čovjeka

Sunce može i poboljšati zdravlje i imati štetan učinak na njega. Ako ste prečesto izloženi sunčevoj svjetlosti, povećava se rizik od razvoja kožnih bolesti, uključujući rak. Osim toga, mogu se pojaviti problemi s vidom.

Iako je puno izlaganja suncu štetno, nikada ne bih želio živjeti u sjevernim krajevima, gdje ljudi neprestano čekaju sunčano vrijeme. Zbog nedostatka izlaganja suncu, metabolizam u tijelu može biti poremećen, može se pojaviti višak kilograma. Za djecu je nedostatak sunca također vrlo nepoželjan.

U normalnim životnim uvjetima, sunčevo zračenje održava ljudsko zdravlje na pravoj razini. Svi organi i sustavi funkcioniraju bez kvarova. Općenito, sunčevo zračenje je dobro u umjerenim količinama i to uvijek treba imati na umu.

Zasljepljujući solarni disk u svako doba je uzbuđivao umove ljudi, služio je kao plodna tema za legende i mitove. Od davnina ljudi su nagađali o njegovom utjecaju na Zemlju. Koliko su naši daleki preci bili bliski istini. Energija zračenja Sunca je ono što dugujemo postojanje života na Zemlji.

Što je radioaktivno zračenje našeg svjetiljka i kako ono utječe na zemaljske procese?

Što je sunčevo zračenje

Sunčevo zračenje je kombinacija sunčeve materije i energije koja ulazi u Zemlju. Energija se širi u obliku elektromagnetskih valova brzinom od 300 tisuća kilometara u sekundi, prolazi kroz atmosferu i stiže do Zemlje za 8 minuta. Raspon valova koji sudjeluju u ovom "maratonu" vrlo je širok - od radio valova do X-zraka, uključujući i vidljivi dio spektra. Zemljina površina je pod utjecajem i izravnih i raspršenih Zemljinom atmosferom, sunčevih zraka. To je raspršivanje plavo-plavih zraka u atmosferi ono što objašnjava plavetnilo neba za vedra dana. Žuto-narančasta boja solarnog diska nastaje zbog činjenice da valovi koji mu odgovaraju prolaze gotovo bez raspršivanja.

Sa zakašnjenjem od 2-3 dana, "solarni vjetar" stiže do Zemlje, koja je nastavak solarne korone i sastoji se od jezgri atoma lakih elemenata (vodika i helija), kao i elektrona. Sasvim je prirodno da sunčevo zračenje ima snažan utjecaj na ljudski organizam.

Utjecaj sunčevog zračenja na ljudski organizam

Elektromagnetski spektar sunčevog zračenja sastoji se od infracrvenog, vidljivog i ultraljubičastog dijela. Budući da njihovi kvanti imaju različite energije, oni imaju različite učinke na osobu.

unutarnja rasvjeta

Higijensko značenje sunčevog zračenja također je iznimno veliko. Budući da je vidljiva svjetlost odlučujući čimbenik u dobivanju informacija o vanjskom svijetu, potrebno je osigurati dovoljnu razinu osvjetljenja u prostoriji. Njegova se regulacija provodi u skladu sa SNiP-om, koji se za sunčevo zračenje sastavlja uzimajući u obzir svjetlosne i klimatske značajke različitih geografskih zona i uzimaju se u obzir pri projektiranju i izgradnji različitih objekata.

Već i površna analiza elektromagnetskog spektra sunčevog zračenja dokazuje koliki je utjecaj ove vrste zračenja na ljudski organizam.

Raspodjela sunčevog zračenja na teritoriju Zemlje

Ne dolazi svo zračenje koje dolazi od Sunca do površine Zemlje. A za to postoji mnogo razloga. Zemlja postojano odbija napad onih zraka koje su štetne za njezinu biosferu. Ovu funkciju obavlja ozonski štit našeg planeta, sprječavajući prolazak najagresivnijeg dijela ultraljubičastog zračenja. Atmosferski filter u obliku vodene pare, ugljičnog dioksida, čestica prašine suspendiranih u zraku – u velikoj mjeri reflektira, raspršuje i apsorbira sunčevo zračenje.

Onaj njezin dio koji je savladao sve te prepreke pada na površinu zemlje pod različitim kutovima, ovisno o geografskoj širini područja. Sunčeva toplina koja daje život neravnomjerno je raspoređena po teritoriju našeg planeta. Kako se visina Sunca mijenja tijekom godine, mijenja se i masa zraka iznad horizonta kroz koju prolazi put sunčevih zraka. Sve to utječe na raspodjelu intenziteta sunčevog zračenja nad planetom. Opći trend je sljedeći - ovaj parametar raste od pola prema ekvatoru, jer što je veći kut upada zraka, to više topline ulazi po jedinici površine.

Karte solarnog zračenja omogućuju vam da imate sliku raspodjele intenziteta sunčevog zračenja na teritoriju Zemlje.

Utjecaj sunčevog zračenja na klimu Zemlje

Infracrvena komponenta sunčevog zračenja ima odlučujući utjecaj na klimu Zemlje.

Jasno je da se to događa samo u vrijeme kada je Sunce iznad horizonta. Taj utjecaj ovisi o udaljenosti našeg planeta od Sunca, koja se mijenja tijekom godine. Zemljina putanja je elipsa, unutar koje je Sunce. Ostvarujući svoje godišnje putovanje oko Sunca, Zemlja se udaljava od svog svjetiljka, a zatim mu se približava.

Osim promjene udaljenosti, količina zračenja koja ulazi u Zemlju određena je nagibom zemljine osi prema ravnini orbite (66,5°) i promjenom godišnjih doba uzrokovanom time. Ljeti je više nego zimi. Na ekvatoru ovaj faktor je odsutan, ali kako se širina mjesta promatranja povećava, jaz između ljeta i zime postaje značajan.

U procesima koji se odvijaju na Suncu događaju se svakakve kataklizme. Njihov utjecaj djelomično je nadoknađen golemim udaljenostima, zaštitnim svojstvima zemljine atmosfere i Zemljinog magnetskog polja.

Kako se zaštititi od sunčevog zračenja

Infracrvena komponenta sunčevog zračenja je željena toplina kojoj se stanovnici srednjih i sjevernih geografskih širina raduju u svim ostalim godišnjim dobima. Sunčevo zračenje kao ljekoviti faktor koriste i zdravi i bolesni ljudi.

Međutim, ne smijemo zaboraviti da je toplina, poput ultraljubičastog, vrlo jak iritans. Zlouporaba njihovog djelovanja može dovesti do opeklina, općeg pregrijavanja tijela, pa čak i pogoršanja kroničnih bolesti. Kada se sunčate, treba se pridržavati pravila provjerenih životom. Posebno treba biti oprezan kada se sunčate za vedrih sunčanih dana. Dojenčad i starije osobe, bolesnici s kroničnom tuberkulozom i problemima s kardiovaskularnim sustavom, trebali bi se zadovoljiti difuznim sunčevim zračenjem u hladu. Ovo ultraljubičasto je sasvim dovoljno da zadovolji potrebe tijela.

Od sunčevog zračenja treba zaštititi čak i mlade ljude koji nemaju posebnih zdravstvenih problema.

Sada postoji pokret čiji se aktivisti protive sunčanju. I ne uzalud. Preplanula koža je nedvojbeno lijepa. Ali melanin koji proizvodi tijelo (ono što nazivamo opeklinama od sunca) njegova je zaštitna reakcija na učinke sunčevog zračenja. Nema koristi od opeklina! Postoje čak i dokazi da opekline od sunca skraćuju život, budući da zračenje ima kumulativno svojstvo - akumulira se tijekom života.

Ako je situacija tako ozbiljna, trebali biste se pomno pridržavati pravila koja propisuju kako se zaštititi od sunčevog zračenja:

• strogo ograničite vrijeme za sunčanje i činite to samo u sigurnim satima;
• na aktivnom suncu nosite šešir širokog oboda, zatvorenu odjeću, sunčane naočale i kišobran;
• Koristite samo visokokvalitetne kreme za sunčanje.

Je li sunčevo zračenje opasno za ljude u svako doba godine? Količina sunčevog zračenja koja dopire do Zemlje povezana je s promjenom godišnjih doba. Na srednjim geografskim širinama ljeti je 25% više nego zimi. Na ekvatoru ta razlika ne postoji, ali kako se širina mjesta promatranja povećava, ta razlika se povećava. To je zbog činjenice da je naš planet nagnut pod kutom od 23,3 stupnja u odnosu na sunce. Zimi je nisko iznad horizonta i osvjetljava zemlju samo klizećim zrakama, koje slabije zagrijavaju osvijetljenu površinu. Ovakav položaj zraka uzrokuje njihovu rasprostranjenost na većoj površini, što smanjuje njihov intenzitet u odnosu na ljetnu strmu jesen. Osim toga, prisutnost akutnog kuta tijekom prolaska zraka kroz atmosferu, "produžuje" njihov put, prisiljavajući ih da izgube više topline. Ova okolnost smanjuje utjecaj sunčevog zračenja zimi.

Sunce je zvijezda koja je izvor topline i svjetlosti za naš planet. Ona „upravlja“ klimom, smjenom godišnjih doba i stanjem cijele biosfere Zemlje. I samo poznavanje zakona ovog snažnog utjecaja omogućit će korištenje ovog dara koji daje život za dobrobit zdravlja ljudi.

Solarno zračenje (Sunčevo zračenje) je ukupnost sunčeve materije i energije koja dolazi na Zemlju. Sunčevo zračenje sastoji se od sljedeća dva glavna dijela: prvo, toplinsko i svjetlosno zračenje, koje je kombinacija elektromagnetskih valova; drugo, korpuskularno zračenje.

Na Suncu se toplinska energija nuklearnih reakcija pretvara u energiju zračenja. Kada sunčeve zrake padaju na površinu zemlje, energija zračenja ponovno se pretvara u toplinsku energiju. Sunčevo zračenje tako nosi svjetlost i toplinu.

Intenzitet sunčevog zračenja. solarna konstanta. Sunčevo zračenje je najvažniji izvor topline za geografsku ovojnicu. Drugi izvor topline za geografsku ljusku je toplina koja dolazi iz unutarnjih sfera i slojeva našeg planeta.

Zbog činjenice da se u geografskoj ovojnici nalazi jedna vrsta energije ( energija zračenja ) je ekvivalentan drugom obliku ( Termalna energija ), tada se energija zračenja sunčevog zračenja može izraziti u jedinicama toplinske energije - džula (J).

Intenzitet sunčevog zračenja mora se mjeriti prvenstveno izvan atmosfere, jer se pri prolasku kroz zračnu kuglu ono transformira i slabi. Intenzitet sunčevog zračenja izražava se solarnom konstantom.

solarna konstanta - to je protok sunčeve energije u 1 minuti u područje s poprečnim presjekom od 1 cm 2, okomito na sunčeve zrake i smješteno izvan atmosfere. Sunčeva konstanta može se definirati i kao količina topline koju u 1 minuti na gornjoj granici atmosfere primi 1 cm 2 crne površine okomite na sunčeve zrake.

Solarna konstanta je 1,98 cal / (cm 2 x min), ili 1,352 kW / m 2 x min.

Budući da gornja atmosfera apsorbira značajan dio zračenja, važno je znati njegovu vrijednost na gornjoj granici geografskog omotača, odnosno u donjoj stratosferi. Izraženo je sunčevo zračenje na gornjoj granici geografske ljuske uvjetna solarna konstanta . Vrijednost uvjetne solarne konstante je 1,90 - 1,92 cal / (cm 2 x min), odnosno 1,32 - 1,34 kW / (m 2 x min).

Solarna konstanta, suprotno svom nazivu, ne ostaje konstantna. Mijenja se zbog promjene udaljenosti od Sunca do Zemlje dok se Zemlja kreće po svojoj orbiti. Koliko god male bile te fluktuacije, one uvijek utječu na vrijeme i klimu.

U prosjeku, svaki kvadratni kilometar troposfere prima 10,8 x 10 15 J godišnje (2,6 x 10 15 cal). Ova količina topline može se dobiti spaljivanjem 400.000 tona ugljena. Cijela Zemlja u godini dana primi toliku količinu topline, koja je određena vrijednošću od 5,74 x 10 24 J. (1,37 x 10 24 cal).

Raspodjela sunčevog zračenja "na gornjoj granici atmosfere" ili s apsolutno prozirnom atmosferom. Poznavanje raspodjele sunčevog zračenja prije njegovog ulaska u atmosferu, odnosno tzv solarna (solarna) klima , važan je za određivanje uloge i udjela sudjelovanja Zemljine zračne ljuske (atmosfere) u raspodjeli topline po površini zemlje i u formiranju njezina toplinskog režima.

Količina sunčeve topline i svjetlosti koja ulazi po jedinici površine određena je, prvo, kutom upada zraka, koji ovisi o visini Sunca iznad horizonta, i drugo, duljinom dana.

Raspodjela zračenja u blizini gornje granice geografskog omotača, određena samo astronomskim čimbenicima, ravnomjernija je od njezine stvarne raspodjele u blizini zemljine površine.

U nedostatku atmosfere, godišnji zbroj zračenja na ekvatorijalnim širinama bio bi 13.480 MJ/cm 2 (322 kcal/cm 2), a na polovima 5.560 MJ/m 2 (133 kcal/cm 2). U polarnim geografskim širinama Sunce šalje toplinu nešto manje od polovice (oko 42%) količine koja ulazi u ekvator.

Čini se da je sunčevo zračenje Zemlje simetrično u odnosu na ravninu ekvatora. Ali to se događa samo dva puta godišnje, u dane proljetne i jesenske ravnodnevnice. Nagib osi rotacije i godišnje kretanje Zemlje određuju njezino asimetrično zračenje Suncem. U siječanjskom dijelu godine južna hemisfera prima više topline, u srpnju - sjeverna. To je glavni razlog sezonskog ritma u geografskoj omotnici.

Razlika između ekvatora i pola ljetne hemisfere je mala: na ekvator stiže 6.740 MJ/m 2 (161 kcal/cm 2), a stiže oko 5.560 MJ/m 2 (133 kcal/cm 2 za pola godine). na stupu. No, polarne zemlje zimske hemisfere istodobno su potpuno lišene sunčeve topline i svjetlosti.

Na dan solsticija, pol prima još više topline od ekvatora - 46,0 MJ / m 2 (1,1 kcal / cm 2) i 33,9 MJ / m 2 (0,81 kcal / cm 2).

Općenito, godišnja sunčeva klima na polovima je 2,4 puta hladnija nego na ekvatoru. Međutim, mora se imati na umu da se polovi zimi uopće ne zagrijavaju od Sunca.

Prava klima svih geografskih širina uvelike je posljedica kopnenih čimbenika. Najvažniji od ovih čimbenika su: prvo, slabljenje zračenja u atmosferi, i drugo, različit intenzitet asimilacije sunčevog zračenja od strane površine zemlje u različitim geografskim uvjetima.

Promjena sunčevog zračenja dok ono prolazi kroz atmosferu. Zove se izravna sunčeva svjetlost koja prodire u atmosferu kada je nebo bez oblaka izravno sunčevo zračenje . Njegova maksimalna vrijednost pri visokoj prozirnosti atmosfere na površini okomitoj na zrake u tropskom pojasu iznosi oko 1,05 - 1,19 kW / m 2 (1,5 - 1,7 cal / cm 2 x min. U srednjim geografskim širinama napon podnevnog zračenja obično je oko 0,70 - 0,98 kW / m 2 x min (1,0 - 1,4 cal / cm 2 x min) U planinama se ova vrijednost značajno povećava.

Dio sunčevih zraka iz kontakta s molekulama plina i aerosolima se raspršuje i pretvara u raspršeno zračenje . Na zemljinoj površini, raspršeno zračenje više ne dolazi iz solarnog diska, već s cijelog neba i stvara rašireno dnevno svjetlo. Iz njega je za sunčanih dana svijetlo čak i tamo gdje izravne zrake ne prodiru, na primjer, ispod krošnje šume. Osim izravnog zračenja, kao izvor topline i svjetlosti služi i difuzno zračenje.

Apsolutna vrijednost raspršenog zračenja je veća, što je izravna linija intenzivnija. Relativna vrijednost raspršenog zračenja raste sa smanjenjem uloge izravne linije: u srednjim geografskim širinama ljeti iznosi 41%, a zimi 73% ukupnog pristizanja zračenja. O visini Sunca ovisi i udio raspršenog zračenja u ukupnoj količini ukupnog zračenja. U visokim geografskim širinama, raspršeno zračenje čini oko 30%, a u polarnim širinama približno 70% cjelokupnog zračenja.

Općenito, difuzno zračenje čini oko 25% ukupnog sunčevog zračenja koje dopire do našeg planeta.

Dakle, izravno i difuzno zračenje ulazi na površinu zemlje. Zajedno nastaju izravno i difuzno zračenje ukupno zračenje , koji definira toplinski režim troposfere .

Upijajući i raspršujući zračenje, atmosfera ga značajno slabi. Iznos slabljenja ovisi o koeficijent transparentnosti, pokazujući koliko zračenja dopire do površine zemlje. Kada bi se troposfera sastojala samo od plinova, tada bi koeficijent prozirnosti bio jednak 0,9, tj. propuštao bi oko 90% zračenja koje ide na Zemlju. Međutim, aerosoli su uvijek prisutni u zraku, smanjujući koeficijent prozirnosti na 0,7 - 0,8. Prozirnost atmosfere mijenja se kako se vrijeme mijenja.

Budući da se gustoća zraka smanjuje s visinom, sloj plina koji prodiru zrake ne bi se trebao izražavati u km atmosferske debljine. Mjerna jedinica je optička masa, jednaka debljini zračnog sloja s okomitim upadom zraka.

Slabljenje zračenja u troposferi lako je uočiti tijekom dana. Kada je Sunce blizu horizonta, njegove zrake prodiru u nekoliko optičkih masa. Pritom je njihov intenzitet toliko oslabljen da se u Sunce može gledati nezaštićenim okom. Izlaskom Sunca smanjuje se broj optičkih masa kroz koje prolaze njegove zrake, što dovodi do povećanja zračenja.

Stupanj slabljenja sunčevog zračenja u atmosferi izražava se kao Lambertova formula :

I i = I 0 p m , gdje

I i - zračenje koje dopire do površine zemlje,

I 0 - solarna konstanta,

p je koeficijent transparentnosti,

m je broj optičkih masa.

Sunčevo zračenje u blizini zemljine površine. Količina energije zračenja po jedinici zemljine površine ovisi prvenstveno o kutu upada sunčevih zraka. Jednaka područja na ekvatoru, srednjim i visokim geografskim širinama imaju različite količine zračenja.

Sunčeva insolacija (rasvjeta) je jako oslabljena oblačnost. Velika oblačnost ekvatorijalnih i umjerenih širina i niska oblačnost tropskih geografskih širina čine značajne prilagodbe zonalnoj raspodjeli energije zračenja Sunca.

Raspodjela sunčeve topline po površini zemlje prikazana je na kartama ukupnog sunčevog zračenja. Kao što ove karte pokazuju, tropske geografske širine primaju najveću količinu sunčeve topline - od 7.530 do 9.200 MJ / m 2 (180-220 kcal / cm 2). Ekvatorijalne zemljopisne širine, zbog velike naoblake, primaju nešto manje topline: 4.185 - 5.860 MJ / m 2 (100-140 kcal / cm 2).

Od tropskih do umjerenih geografskih širina zračenje se smanjuje. Na otocima Arktika ne iznosi više od 2510 MJ/m 2 (60 kcal/cm 2) godišnje. Raspodjela zračenja po zemljinoj površini ima zonsko-regionalni karakter. Svaka zona podijeljena je na zasebna područja (regije), koja se međusobno ponešto razlikuju.

Sezonske fluktuacije ukupnog zračenja.

U ekvatorijalnim i tropskim geografskim širinama visina Sunca i kut upada sunčevih zraka neznatno variraju tijekom mjeseci. Ukupno zračenje u svim mjesecima karakteriziraju velike vrijednosti, sezonska promjena toplinskih uvjeta je ili odsutna ili vrlo neznatna. U ekvatorijalnom pojasu slabo se ocrtavaju dva maksimuma, koji odgovaraju zenitalnom položaju Sunca.

U umjerenom pojasu u godišnjem tijeku zračenja oštro je izražen ljetni maksimum u kojem mjesečna vrijednost ukupnog zračenja nije manja od tropske. Broj toplih mjeseci opada sa zemljopisnom širinom.

U polarnim područjima režim zračenja se dramatično mijenja. Ovdje, ovisno o geografskoj širini, od nekoliko dana do nekoliko mjeseci, prestaje samo grijanje, već i rasvjeta. Ljeti je ovdje osvjetljenje kontinuirano, što značajno povećava količinu mjesečnog zračenja.

Asimilacija zračenja zemljinom površinom. Albedo. Ukupno zračenje koje dopire do površine zemlje djelomično se apsorbira u tlo i vodena tijela i pretvara u toplinu. Na oceanima i morima, ukupno zračenje se troši na isparavanje. Dio ukupnog zračenja reflektira se u atmosferu ( reflektirano zračenje).