Radiația solară și tipurile acesteia. Radiația solară: un dicționar geografic

Radiația solară  - energia radiației solare care vine pe Pământ sub forma unui flux de unde electromagnetice.

Soarele răspândește radiații electromagnetice puternice în jurul său. Doar o miliardime din cota sa se încadrează în straturile superioare ale atmosferei Pământului, dar constituie, de asemenea, un număr imens de calorii pe minut.

Nu tot fluxul de energie ajunge pe suprafața Pământului - cea mai mare parte este aruncată de planetă în spațiul lumii. Pământul reflectă atacul acelor raze care sunt distructive pentru materia vie a planetei. Pe calea ulterioară către Pământ, razele soarelui întâmpină obstacole sub formă de vapori de apă atmosferici, molecule de dioxid de carbon și particule de praf suspendate în aer. „Filtrul” atmosferic absoarbe o parte semnificativă a razelor, le împrăștie, reflectă. Reflectivitatea norilor este deosebit de mare. Drept urmare, suprafața Pământului în sine nu primește decât 2/3 din radiațiile transmise de ecranul de ozon. Dar chiar și din această parte, multe sunt reflectate în conformitate cu reflectivitatea diferitelor suprafețe.

Peste 100.000 de calorii pe cm2 pe minut intră pe întreaga suprafață a Pământului. Această radiație este absorbită de vegetație, sol, suprafața mărilor și oceanelor. Se transformă în căldură, care este cheltuită pentru încălzirea straturilor atmosferei, mișcarea maselor de aer și apă, creând întreaga mare varietate de forme de viață pe Pământ.

Radiația solară intră pe suprafața pământului în diferite moduri:

1. radiație directă: primirea radiației direct de la Soare, dacă nu este acoperită de nori;
2. radiații difuze: radiații din bolta cerului sau nori care împrăștie razele soarelui;
3. termică: Radiația provine din atmosferă, care s-a încălzit ca urmare a expunerii la radiații.

Radiația directă și difuză se primește numai în timpul zilei. Împreună formează radiația totală. Acea radiație solară, care rămâne după pierderea reflectării de la suprafață, se numește absorbită.

Radiația solară se măsoară cu ajutorul unui instrument numit actinometru.

Soarele umple Pământul cu un întreg ocean de energie, care este practic inepuizabil, de aceea în ultimii ani s-a acordat tot mai multă atenție problemei utilizării energiei solare în economie. Instalațiile de desalinizare solare, încălzitoarele de apă, uscătoarele funcționează deja în diferite țări. Sateliții artificiali, navele spațiale, laboratoarele lansate de pe Pământ sunt alimentate complet de radiații solare.

Radiatia solara Wikipedia
Căutare pe site:

O serie de circumstanțe afectează schimbările influxului de căldură în perioade scurte de timp și distribuția sa inegală în plicul peisaj, dintre care le vom considera cele mai importante.

Micile schimbări periodice ale radiațiilor depind în primul rând de faptul că Pământul se învârte în jurul Soarelui pe o orbită eliptică și, prin urmare, distanța sa față de Soare se schimbă. La perihelie, adică în punctul orbitei cel mai aproape de Soare (Pământul este în ea în epoca reală de la 1 ianuarie), distanța este de 147 milioane km; în afelie, adică punctul orbitei cel mai îndepărtat de Soare (3 iulie), această distanță este deja de 152 milioane km; diferența este de 5 milioane km. În consecință, la începutul lunii ianuarie, radiațiile cresc cu 3,4% în comparație cu media (adică, calculată pentru distanța medie de la Pământ la Soare), iar la începutul lunii iulie scade cu 3,5%.

Un factor foarte important care determină cantitatea de radiații primită de una sau alta parte a suprafeței pământului este unghiul de incidență a luminii solare. Dacă J este intensitatea radiației atunci când razele sunt incidente pe verticală, atunci când întâlnesc suprafața într-un unghi α, intensitatea radiației va fi J sin α: cu cât unghiul este mai clar, cu atât distribuția energetică a fasciculului de raze ar trebui distribuită și, prin urmare, cu atât mai puțin va fi pe unitate zona.

Unghiul format de razele soarelui cu suprafața pământului depinde de teren, latitudinea geografică și înălțimea soarelui deasupra orizontului, schimbându-se atât în \u200b\u200btimpul zilei, cât și în timpul anului.

Pe terenuri neuniforme (indiferent că este vorba despre munți sau mici nereguli), diverse elemente ale reliefului sunt luminate diferit de Soare. Pe panta însorită a dealului, unghiul de incidență al razelor este mai mare decât pe câmpia de la poalele dealului, dar pe versantul opus acest unghi este foarte mic. Sub Leningrad, latura dealului orientată spre sud și înclinată la un unghi de 10 ° se află în aceleași condiții termice ca platforma orizontală de lângă Harkov.

În timpul iernii, pantele abrupte orientate spre sud sunt mai calde decât cele înclinate ușor (deoarece Soarele este în general scăzut deasupra orizontului). Vara, pantele blânde ale expunerii sudice primesc mai multă căldură și mai puțin abrupte decât suprafața orizontală. Pârtiile expunerii nordice în emisfera noastră în toate anotimpurile primesc cea mai mică cantitate de radiații.

Dependența unghiului de incidență a razelor soarelui de latitudinea geografică este destul de complicată, deoarece la unghiul existent de înclinare a eclipticii, înălțimea Soarelui în acest loc (ceea ce înseamnă unghiul de incidență a razelor soarelui la orizont) variază nu numai pe zi, ci și în an.

Cea mai mare înălțime a amiezii, care se află la latitudinea φ. Soarele ajunge în zilele echinocțiului, este de 90 ° - φ, în ziua solstițiului de vară 90 ° - φ + 23 °, 5 și în ziua solstițiului de iarnă 90 ° - φ - 23 °, 5.

În consecință, cel mai mare unghi de incidență a luminii solare la prânz la ecuator în an variază de la 90 ° la 66 °, 5, iar la pol de la -23 °, 5 la + 23 °, 5, adică, practic de la 0 ° la + 23 °, 5 (deoarece un unghi negativ caracterizează valoarea imersiunii Soarelui sub orizont).

Cochilia de gaz a Pământului joacă un rol important în conversia radiațiilor solare. Particulele de aer, vaporii de apă și particulele de praf împrăștie lumina soarelui; Datorită acestui lucru, este lumină în timpul zilei și în absența razelor solare directe. În plus, atmosfera absoarbe o anumită cantitate de energie radiantă, adică o traduce prin căldură. În cele din urmă, radiațiile solare care intră în atmosferă sunt reflectate parțial în spațiul mondial. Reflectoarele deosebit de puternice sunt norii.

Drept urmare, nu toate radiațiile care ajung la limita atmosferei ajung la suprafața Pământului, ci doar o parte din ea și, în plus, calitativ (în compoziția spectrală) este modificată, deoarece undele mai mici de 0,3 μ, care sunt absorbite energetic de oxigen și ozon, nu ajung la suprafața pământului, iar valurile vizibile sunt împrăștiate inegal.

Evident, în absența unei atmosfere, regimul termic al Pământului ar fi diferit de ceea ce se observă de fapt. Pentru o serie de calcule și comparații, este deseori convenabil să elimini influența atmosferei asupra radiațiilor, pentru a înțelege clar radiația. În acest scop, așa-numita constantă solară este calculată, adică cantitatea de căldură pe 1 min. pe 1 pătrat. cm perpendicular pe suprafața razelor solare negre (absorbind toată radiația), pe care Pământul ar primi-o la distanța medie de Soare și în absența atmosferei. Constanta solara este de 1,9 cal.

În prezența atmosferei, un astfel de factor care influențează radiațiile, deoarece lungimea traseului razei solare în atmosferă are o semnificație specială. Cu cât grosimea aerului trebuie să pătrundă în soare, cu atât va pierde energie în procesele de împrăștiere, reflecție și absorbție. Lungimea traseului grinzii depinde direct de înălțimea Soarelui deasupra orizontului și, prin urmare, de ora zilei și de ora anului. Dacă lungimea căii a razelor solare prin atmosferă la o înălțime a Soarelui de 90 ° este luată ca unitate, atunci lungimea căii la o înălțime a Soarelui de 40 ° se va dubla, la o înălțime de 10 ° va deveni egală cu 5,7 etc.

Pentru regimul termic al suprafeței pământului, durata iluminării sale de către Soare este, de asemenea, foarte importantă. Deoarece Soarele strălucește doar în timpul zilei, factorul determinant aici va fi durata zilei, care variază în funcție de anotimpuri.

În cele din urmă, trebuie amintit că, deși intensitatea radiației este măsurată în raport cu suprafața care absoarbe toată radiația, de fapt, incidentul de energie solară pe corpuri de natură diferită nu este absorbit în același mod. Raportul dintre radiațiile reflectate și radiațiile incidente se numește albedo. Se știe de mult că albedo-ul solului negru, stâncile ușoare, spațiile ierboase, oglinzile corpului de apă etc. sunt foarte diferite. Nisipurile ușoare reflectă 30-35%, solul negru (humus) 26%, iarba verde 26% radiațiile. Pentru zăpadă proaspăt curată și uscată, albedo poate atinge 97%. Solul umed absoarbe radiațiile diferit de cele uscate: argila uscată albastră reflectă 23% din radiații, aceeași argilă este umedă 16%. Prin urmare, chiar și cu același flux de radiații, în aceleași condiții de teren, puncte diferite ale suprafeței pământului vor primi o cantitate diferită de căldură.

Dintre factorii periodici care determină ritmul cunoscut al fluctuațiilor de radiații, schimbarea anotimpurilor are o importanță deosebită.

Dacă găsiți o eroare, selectați o bucată de text și apăsați Ctrl + Enter.

VKontakte

Colegi de clasă

Prin radiație solară se înțelege radiația Soarelui, care este măsurată prin efectul și intensitatea termică a acestuia.

Această radiație solară care ajunge direct la suprafața Pământului este numită radiații solare directe. O parte din radiația solară este împrăștiată în atmosferă, după care ajunge la suprafața planetei, această radiație este numită radiații solare difuze. Radiațiile directe și difuze alcătuiesc împreună radiația solară totală.

Radiația solară totală este determinată de efectul termic pe unitate de suprafață pe unitate de timp. Exprimat în calorii sau jouli.

Cantitatea de radiații solare totale care se încadrează pe suprafață depinde de înălțimea Soarelui, de lungimea zilei, de proprietățile atmosferei (transparența sa, tulburarea).

Deoarece Pământul are o formă sferică, Soarele se ridică cel mai sus la ecuatorul de deasupra orizontului. Aici, razele soarelui cad perpendicular pe suprafață. Când vă deplasați la poli, razele soarelui cad deja pe o pantă din ce în ce mai mare și, prin urmare, aduc din ce în ce mai puțin căldură. În plus, cu cât este mai aproape de ecuator, cu atât ziua este mai lungă și, prin urmare, suprafața primește mai multă căldură.

Cu toate acestea, nu numai latitudinea geografică afectează radiațiile solare totale.

Radiația solară și efectul său asupra corpului uman și asupra climei

La ecuator, tulbure și umiditate ridicată, acest lucru împiedică trecerea luminii solare. Prin urmare, aici radiația solară totală este mai mică decât în \u200b\u200bclimatul tropical continental (de exemplu, teritoriul Sahara).

Soarele este o sursă de lumină și căldură, care are nevoie de toate lucrurile vii de pe Pământ. Dar, pe lângă fotoni de lumină, emite radiații ionizante dure, constând din nuclee și protoni de heliu. De ce se întâmplă asta?

Cauzele radiațiilor solare

Radiația solară se formează în timpul zilei în timpul flăcărilor cromosferice - explozii uriașe care apar în atmosfera soarelui. O parte din materia solară este eliberată în spațiul exterior, formând raze cosmice, constând în principal din protoni și cantități mici de nuclee de heliu. Aceste particule încărcate la 15-20 de minute după ce flacăra solară devine vizibilă, ajung la suprafața pământului.

Aerul întrerupe radiațiile cosmice primare, generând o cascadă de precipitații nucleare, care se micșorează odată cu scăderea altitudinii. În acest caz, se nasc particule noi - pioni, care se descompun și se transformă în muoni. Acestea pătrund în atmosfera inferioară și cad la pământ, săpând mai adânc în 1500 de metri. Muioanele sunt responsabile de formarea radiațiilor cosmice secundare și a radiațiilor naturale care afectează o persoană.

Spectrul radiațiilor solare

Spectrul radiațiilor solare include atât regiuni cu unde scurte, cât și cu unde lungi:

• raze gamma;
• radiații cu raze X;
• Radiație UV
• lumină vizibilă;
• radiații infraroșii.

Peste 95% din radiația solară cade pe regiunea „ferestrei optice” - partea vizibilă a spectrului cu regiuni adiacente de unde ultraviolete și infraroșii.

Ce este radiația solară? Tipuri de radiații și efectul acesteia asupra organismului

Pe măsură ce trece prin atmosferă, acțiunea razelor solare este slăbită - toate radiațiile ionizante, razele X și aproape 98% din radiațiile ultraviolete sunt întârziate de atmosfera terestră. Aproape fără pierderi, lumina vizibilă și radiațiile infraroșii ajung pe pământ, deși sunt parțial absorbite de moleculele de gaz și de particulele de praf din aer.

În acest sens, radiațiile solare nu duc la o creștere notabilă a radiațiilor radioactive pe suprafața Pământului. Contribuția Soarelui, împreună cu razele cosmice, la formarea dozei totale de radiație anuală este de doar 0,3 mSv / an. Dar aceasta este o valoare medie, de fapt, nivelul de radiații incidente pe pământ este diferit și depinde de locația geografică a zonei.

Unde este mai puternică radiația ionizantă solară?

Cea mai mare putere a razelor cosmice este fixată la poli și, cel mai puțin, la nivelul ecuatorului. Acest lucru se datorează faptului că câmpul magnetic al Pământului deviază particulele încărcate care cad din spațiu în poli. În plus, radiațiile cresc odată cu înălțimea - la o altitudine de 10 kilometri deasupra nivelului mării, indicatorul său crește de 20-25 de ori. Locuitorii de pe zonele înalte sunt expuse la doze mai mari de radiații solare, deoarece atmosfera din munți este mai subțire și mai ușor de tras prin razele gamma și particulele elementare care vin de la soare.

Este important. Nivelul de radiații de până la 0,3 mSv / h nu are un impact grav, dar se recomandă părăsirea zonei în doză de 1,2 μS / h, iar dacă este absolut necesar, nu este mai mare de șase luni pe teritoriul său. Dacă depășiți citirile la jumătate, ar trebui să vă limitați șederea în această zonă la trei luni.

Dacă peste nivelul mării, doza anuală de radiații cosmice este de 0,3 mSv / an, atunci cu o creștere a altitudinii la fiecare sută de metri, acest indicator crește cu 0,03 mSv / an. După efectuarea unor mici calcule, putem concluziona că o vacanță de o săptămână în munți la o altitudine de 2000 de metri va oferi o expunere de 1 mSv / an și va oferi aproape jumătate din norma anuală totală (2,4 mSv / an).

Se pare că locuitorii din munți primesc o doză anuală de radiații care este de câteva ori mai mare decât norma și ar trebui să fie bolnav mai des cu leucemie și cancer decât oamenii care trăiesc pe câmpie. De fapt, nu este așa. Dimpotrivă, în zonele montane se înregistrează o mortalitate mai mică din cauza acestor boli, iar o parte a populației este de lungă durată. Acest lucru confirmă faptul că o ședere îndelungată în locuri cu activitate ridicată a radiațiilor nu afectează negativ organismul uman.

Lumini solare - risc ridicat de radiații

Fălcile solare reprezintă un mare pericol pentru om și toată viața de pe Pământ, deoarece densitatea fluxului de radiații solare poate depăși nivelul obișnuit de radiații cosmice cu o mie de ori. Așadar, remarcabilul om de știință sovietic A. L. Chizhevsky a conectat perioadele de formare a petelor solare cu epidemiile tifoidelor (1883-1917) și ale holerei (1823-1923) în Rusia. Pe baza graficelor realizate, el a prezis în 1930 apariția unei pandemii de coleră extinse în 1960-1962, care a început în Indonezia în 1961, apoi s-a răspândit rapid în alte țări din Asia, Africa și Europa.

Astăzi, au fost obținute o mulțime de date care indică conexiunea ciclurilor de unsprezece ani ale activității solare cu focare de boli, precum și cu migrații în masă și anotimpuri de reproducere rapidă a insectelor, mamiferelor și virusurilor. Hematologii au descoperit o creștere a numărului de atacuri de cord și accidente vasculare cerebrale în perioadele de maximă activitate solară. Astfel de statistici sunt legate de faptul că, în acest moment, coagularea sângelui crește la oameni și, deoarece activitatea compensatorie este suprimată la pacienții cu boli de inimă, aceasta defecționează până la necroza țesutului cardiac și a hemoragiilor creierului.

Lumini solare mari nu apar atât de des - o dată la 4 ani. În acest moment, numărul și dimensiunea petelor crește, în corona solară se formează raze coronare puternice, formate din protoni și o cantitate mică de particule alfa. Astrologii au înregistrat fluxul cel mai puternic în 1956, când densitatea radiațiilor cosmice de pe suprafața pământului a crescut de 4 ori. O altă consecință a unei astfel de activități solare a fost aurora, înregistrată la Moscova și în regiunea Moscovei în 2000.

Cum să te protejezi?

Desigur, radiația de fundal crescută în munți nu este un motiv pentru a refuza călătoriile în munți. Este adevărat, ar trebui să vă gândiți la măsuri de siguranță și să plecați într-o excursie cu un radiometru portabil, care va ajuta la controlul nivelului de radiații și, dacă este necesar, va limita timpul petrecut în zonele periculoase. În zonele în care citirile contorului arată valoarea radiațiilor ionizante de 7 μSv / h, nu trebuie să depășiți o lună.

Radiația solară totală și echilibrul radiațiilor

Radiația totală este suma radiațiilor directe (către suprafața orizontală) și difuză. Compoziția radiației totale, adică raportul dintre radiațiile directe și difuze, variază în funcție de înălțimea soarelui, transparența, atmosfera și acoperirea norului.

Înainte de răsărit, radiația totală constă în întregime și la altitudini mici ale soarelui - în principal din radiații împrăștiate. Odată cu creșterea înălțimii soarelui, fracția de radiații împrăștiate în compoziția totală scade cu un cer senin: la h \u003d 8 ° este 50%, iar la h \u003d 50 ° este doar 10-20%.

Cu cât atmosfera este mai transparentă, cu atât fracția de radiații risipite este mai mică în compoziția totală.

3. În funcție de formă, înălțime și numărul de nori, fracția de radiații împrăștiate crește în grade diferite. Când soarele este acoperit de nori densi, radiația totală constă numai din împrăștiat. Cu astfel de nori, radiația împrăștiată compensează doar parțial scăderea liniei directe și, prin urmare, o creștere a numărului și densității norilor este însoțită de o scădere a radiației totale. Dar cu un nor mic sau subțire, când soarele este complet deschis sau nu este complet acoperit de nori, radiația totală datorată creșterii difuze poate fi mai mare decât pe un cer senin.

Cursul zilnic și anual al radiației totale este determinat în principal de modificarea înălțimii soarelui: radiația totală se modifică aproape în proporție directă cu schimbarea înălțimii soarelui.

Radiația solară sau radiația ionizantă a soarelui

Influența tulburării și a transparenței aerului complică foarte mult această simplă dependență și perturbă cursul lin al radiațiilor totale.

Radiația totală depinde, de asemenea, în mod semnificativ de latitudinea locului. Odată cu scăderea latitudinii, cantitățile sale zilnice cresc și cu cât latitudinea locului este mai mică, cu atât mai uniformă este distribuită radiația totală pe parcursul lunilor, adică cu atât este mai mică amplitudinea cursului său anual. De exemplu, la Pavlovsk (φ \u003d 60 °) sumele sale lunare variază între 12 și 407 cal / cm 2, la Washington (φ \u003d 38,9 °) - de la 142 la 486 cal / cm 2 și la Takubai (φ \u003d 19 °) - de la 307 la 556 cal / cm2. Sumele anuale de radiații totale cresc, de asemenea, odată cu scăderea latitudinii. Cu toate acestea, în luni individuale, radiațiile totale în regiunile polare pot fi mai mari decât în \u200b\u200blatitudinile mai mici. De exemplu, în Golful Tikhaya din iunie, radiațiile totale sunt cu 37% mai mult decât în \u200b\u200bPavlovsk, și cu 5% mai mult decât în \u200b\u200bFeodosia.

Observațiile continue în Antarctica din ultimii 7-8 ani arată că sumele lunare de radiații totale din această regiune în cea mai caldă lună (decembrie) sunt de aproximativ 1,5 ori mai mari decât la aceleași latitudini din Arctica și sunt egale cu sumele corespunzătoare din Crimeea și în Tașkent. Chiar și radiațiile totale anuale din Antarctica sunt mai mari decât, de exemplu, la Sankt Petersburg. O astfel de sosire semnificativă a radiației solare în Antarctica se explică prin aerul uscat, altitudinea mare a stațiilor Antarctice deasupra nivelului mării și reflectivitatea ridicată a suprafeței de zăpadă (70-90%), ceea ce crește radiația difuză

Diferența dintre toți fluxurile de energie radiantă care vin pe suprafața activă și care se depărtează de ea se numește echilibrul de radiație al suprafeței active. Cu alte cuvinte, echilibrul de radiații al suprafeței active este diferența dintre sosirea și consumul de radiații pe această suprafață. Dacă suprafața este orizontală, atunci partea directă a echilibrului include radiații directe care vin pe suprafața orizontală, radiații împrăștiate și contra radiații din atmosferă. Consumul de radiații este compus din radiațiile de undă lungă, cu undă lungă reflectată ale suprafeței active și partea de contraradiație a atmosferei reflectată din aceasta.

Bilanțul de radiații este sosirea efectivă sau consumul de energie radiantă pe suprafața activă, de care depinde dacă va fi încălzit sau răcit. Dacă sosirea energiei radiante este mai mare decât consumul acesteia, atunci soldul radiației este pozitiv și suprafața se încălzește. Dacă sosirea este mai mică decât debitul, atunci balanța de radiații este negativă și suprafața este răcită. Echilibrul radiațiilor în ansamblu, precum și componentele sale individuale, depind de mulți factori. Este afectată în special de înălțimea soarelui, durata soarelui, natura și starea suprafeței active, tulburarea atmosferei, conținutul de vapori de apă din ea, acoperirea norului etc.

Soldul instant (minut) în timpul zilei este de obicei pozitiv, mai ales vara. Cu aproximativ 1 oră înainte de apusul soarelui (exclusiv ora de iarnă), consumul de energie radiantă începe să depășească sosirea sa, iar soldul radiației devine negativ. La aproximativ 1 oră după răsărit, devine din nou pozitiv. Cursul zilnic al echilibrului în timpul zilei cu un cer senin este aproximativ paralel cu cursul radiațiilor directe. În timpul nopții, echilibrul radiațiilor se schimbă de obicei puțin, dar sub influența acoperirii variabile a norilor poate varia semnificativ

Cantitățile anuale ale balanței de radiații sunt pozitive pe întreaga suprafață a pământului și oceanelor, cu excepția zonelor cu zăpadă constantă sau acoperire cu gheață, de exemplu, Groenlanda Centrală și Antarctica. La nord de 40 ° latitudine nordică și la sud de 40 ° latitudine sudică, cantitățile lunare de iarnă ale soldului cu radiații sunt negative, iar perioada cu un sold negativ crește spre poli. Deci, în Arctica, aceste sume sunt pozitive doar în lunile de vară, la o latitudine de 60 ° timp de șapte luni și la o latitudine de 50 ° timp de nouă luni. Sumele anuale ale echilibrului radiațiilor se schimbă în timpul tranziției de la uscat la mare.

Bilanțul de radiație al sistemului Pământ-atmosferă este un echilibru al energiei radiante într-o coloană verticală a atmosferei cu o secțiune transversală de 1 cm 2, care se extinde de la suprafața activă până la limita superioară a atmosferei. Partea sa de intrare constă în radiația solară absorbită de suprafața activă și atmosferă, iar partea de consumabil constă din acea parte a radiației cu undă lungă a suprafeței și atmosferei pământului care merge pe lume. Bilanțul de radiații al sistemului Pământ-atmosferă este pozitiv în centură de la 30 ° latitudine sudică la 30 ° latitudine nordică, iar la latitudini mai mari este negativ

Studiul echilibrului radiațiilor este de mare interes practic, deoarece acest echilibru este unul dintre principalii factori care formează climatul. Regimul termic nu numai al solului sau rezervorului, ci și al straturilor atmosferice înconjurătoare depinde de valoarea acestuia. Cunoașterea echilibrului de radiații are o importanță deosebită în calcularea evaporării, în studiul formării și transformării maselor de aer, în luarea în considerare a efectului radiației asupra oamenilor și asupra lumii vegetale.

Pagina 1 din 4

Distribuirea căldurii și a luminii pe pământ

Soarele este steaua Sistemului Solar, care este o sursă de cantitate enormă de căldură și lumină orbitoare pentru planeta Pământ. În ciuda faptului că Soarele se află la o distanță considerabilă de noi și doar o mică parte din radiațiile sale ajunge la noi, acest lucru este suficient pentru dezvoltarea vieții pe Pământ. Planeta noastră se învârte în jurul soarelui pe orbită.

Radiația solară

Dacă observați Pământul dintr-o navă spațială în timpul anului, puteți vedea că Soarele luminează întotdeauna doar o jumătate din Pământ, prin urmare, va fi zi, iar pe jumătatea opusă va fi noapte. Suprafața pământului primește căldură doar în timpul zilei.

Pământul nostru se încălzește inegal.

Încălzirea neuniformă a Pământului se explică prin forma sa sferică, astfel încât unghiul de incidență al razelor soarelui în diferite zone este diferit, ceea ce înseamnă că diferite părți ale Pământului primesc o cantitate diferită de căldură. La ecuator, razele soarelui cad abrupt și încălzesc foarte mult Pământul. Cu cât e mai departe de ecuator, cu atât este mai mic unghiul de incidență al fasciculului și, prin urmare, aceste zone primesc mai puțină căldură. Același fascicul de radiație solară încălzește o suprafață mult mai mică la ecuator, deoarece se încadrează pe verticală. În plus, razele incidente la un unghi mai mic decât la ecuator, care pătrund în atmosferă, parcurg o cale mai mare în ea, ca urmare a căreia o parte din razele soarelui sunt împrăștiate în troposferă și nu ajung la suprafața pământului. Toate acestea indică faptul că atunci când vă îndepărtați de ecuator spre nord sau sud, temperatura aerului scade, deoarece unghiul de incidență al razelor solare scade.

23 4 Următorul\u003e Sfârșitul \u003e\u003e

Discul solar orbitor a încântat în permanență mintea oamenilor, a servit ca un subiect fertil pentru legende și mituri. Din cele mai vechi timpuri, oamenii au ghicit despre impactul său asupra Pământului. Cât de apropiați erau strămoșii noștri îndepărtați de adevăr. Este energia radiantă a Soarelui căreia îi datorăm existența vieții pe Pământ.

Care este radiația radioactivă a luminii noastre și cum afectează procesele pământești?

Ce este radiația solară?

Radiația solară este o combinație de materie solară și energie care intră pe Pământ. Energia este distribuită sub formă de unde electromagnetice cu o viteză de 300 de mii de kilometri pe secundă, trece prin atmosferă și ajunge pe Pământ în 8 minute. Gama de unde implicată în acest „maraton” este foarte largă - de la undele radio la radiografii, inclusiv partea vizibilă a spectrului. Suprafața pământului este expusă atât la atmosfera directă, cât și la cea răspândită, la lumina soarelui. Răspândirea în atmosferă a razelor albastre-albastre este cea care indică albastrul cerului într-o zi senină. Culoarea galben-portocalie a discului solar se datorează faptului că undele corespunzătoare acesteia trec aproape fără a se împrăștia.

Cu o întârziere de 2-3 zile a pământului, atinge „vântul solar”, reprezentând continuarea coronei solare și constând din nucleele de atomi de elemente ușoare (hidrogen și heliu), precum și electroni. Este firesc ca radiațiile solare să aibă un efect puternic asupra corpului uman.

Efectul radiației solare asupra corpului uman

Spectrul electromagnetic al radiației solare este format din părțile infraroșii, vizibile și ultraviolete. Deoarece canturile lor au energii diferite, acestea au un efect divers asupra oamenilor.

iluminat interior

Valoarea de igienă a radiațiilor solare este extrem de mare. Deoarece lumina vizibilă este un factor decisiv în obținerea informațiilor despre lumea exterioară, este necesar să se asigure un nivel suficient de iluminare în cameră. Reglarea sa este realizată în conformitate cu SNiP, care pentru radiații solare sunt compilate ținând cont de caracteristicile luminoase și climatice ale diferitelor zone geografice și sunt luate în considerare în proiectarea și construcția diferitelor obiecte.

Chiar și o analiză superficială a spectrului electromagnetic al radiațiilor solare dovedește cât de mare este influența acestui tip de radiații asupra corpului uman.

Distribuția radiației solare pe Pământ

Nu toate radiațiile provenite de la soare ajung la suprafața pământului. Și există multe motive pentru acest lucru. Pământul reflectă cu încăpățânare atacul acelor raze care sunt distructive pentru biosfera sa. Această funcție este îndeplinită de scutul de ozon al planetei noastre, lipsind partea cea mai agresivă a radiațiilor ultraviolete. Un filtru atmosferic sub formă de vapori de apă, dioxid de carbon, particule de praf suspendate în aer - reflectă în mare măsură, împrăștie și absoarbe radiațiile solare.

Partea din care a depășit toate aceste obstacole cade pe suprafața pământului în unghiuri diferite, în funcție de latitudinea terenului. Căldura solară care dă viață este distribuită neuniform pe planeta noastră. Pe măsură ce înălțimea poziției soarelui se schimbă pe parcursul anului, masa de aer se schimbă prin care calea soarelui. Toate acestea afectează distribuția intensității radiațiilor solare pe planetă. Tendința generală este aceasta: acest parametru crește de la pol la ecuator, deoarece cu cât unghiul de incidență este mai mare, cu atât este mai mare căldură pe unitate de suprafață.

Hărțile radiației solare vă permit să aveți o imagine a distribuției intensității radiației solare pe Pământ.

Efectul radiațiilor solare asupra climei Pământului

O influență decisivă asupra climei Pământului o are componenta infraroșie a radiațiilor solare.

Este clar că acest lucru se întâmplă doar într-un moment în care soarele este deasupra orizontului. Acest efect depinde de distanța planetei noastre de la Soare, care variază de-a lungul anului. Orbita Pământului este o elipsă în care se află Soarele. Făcându-și călătoria de un an în jurul Soarelui, Pământul se îndepărtează fie de lumina sa, fie se apropie de el.

Pe lângă schimbarea distanței, cantitatea de radiații care intră pe pământ este determinată de înclinarea axei pământului spre planul orbitei (66,5 °) și de schimbarea anotimpurilor cauzate de aceasta. Vara este mai mult decât iarna. La ecuator, acest factor nu este, dar pe măsură ce latitudinea locului de observare crește, decalajul dintre vară și iarnă devine semnificativ.

În procesele care au loc pe Soare, au loc tot felul de cataclisme. Impactul lor este parțial compensat de distanțele uriașe, de proprietățile de protecție ale atmosferei Pământului și de câmpul magnetic al Pământului.

Cum să vă protejați de radiațiile solare

Componenta infraroșie a radiației solare este căldura râvnită, pe care locuitorii din latitudinile de nord și nord le așteaptă cu nerăbdare restul anotimpurilor anului. Atât persoanele sănătoase, cât și cele bolnave folosesc radiația solară ca factor de vindecare.

Cu toate acestea, nu trebuie să uităm că căldura, la fel ca lumina ultravioletă, se referă la substanțe iritante foarte puternice. Abuzul acțiunii lor poate duce la o arsură, supraîncălzire generală a organismului și chiar la exacerbarea bolilor cronice. Când luați băi de soare, ar trebui să respectați regulile testate de viață. Trebuie să aveți grijă deosebită să faceți soare în zilele însorite. Sugarii și vârstnicii, pacienții cu o formă cronică de tuberculoză și cu probleme cu sistemul cardiovascular, trebuie să se mulțumească cu radiații solare difuze la umbră. Această lumină ultravioletă este suficientă pentru a satisface nevoile organismului.

Chiar și tinerii care nu au probleme speciale de sănătate ar trebui protejați de radiațiile solare.

Acum există o mișcare ai cărei activiști se opun bronzării. Și nu în zadar. Pielea bronzată este, fără îndoială, frumoasă. Dar melanina produsă de organism (ceea ce numim bronzat) este reacția sa de protecție la expunerea la radiații solare. Nu beneficiază de bronzare!  Există chiar dovezi că bronzul scurtează viața, deoarece radiațiile au o proprietate cumulativă - se acumulează de-a lungul vieții.

Dacă acest lucru este atât de grav, respectați cu atenție regulile care prescriu cum să vă protejați de radiațiile solare:

• limitați strict timpul pentru bronzare și faceți-l doar în ore sigure;
• fiind în soare activ, trebuie să purtați o pălărie cu talie largă, haine acoperite, ochelari de soare și o umbrelă;
• folosiți doar protecție solară de înaltă calitate.

Radiația solară este periculoasă pentru oameni în toate perioadele anului? Cantitatea de radiații solare care intră pe Pământ este asociată cu o schimbare a anotimpurilor. La latitudinile medii, vara este cu 25% mai mult decât iarna. La ecuator nu există o astfel de diferență, dar pe măsură ce latitudinea locului de observație crește, această diferență crește. Acest lucru se datorează faptului că planeta noastră este înclinată spre soare într-un unghi de 23,3 grade. În timpul iernii, acesta este scăzut deasupra orizontului și luminează pământul doar cu raze alunecătoare, care încălzesc mai puțin suprafața iluminată. Această poziție a razelor determină distribuirea lor pe o suprafață mai mare, ceea ce le reduce intensitatea în comparație cu căderea pură a verii. În plus, prezența unui unghi acut în timpul trecerii razelor prin atmosferă „își prelungește” calea, determinându-i să piardă mai multă căldură. Această circumstanță reduce efectul radiațiilor solare în timpul iernii.

Soarele este o stea, care este o sursă de căldură și lumină pentru planeta noastră. Acesta „controlează” climatul, anotimpurile în schimbare și starea întregii biosfere a Pământului. Și numai cunoașterea legilor acestui impact puternic va permite utilizarea acestui dar care dă viață în beneficiul sănătății umane.

Toate tipurile de lumină solară ajung la suprafața pământului în trei moduri - sub formă de radiații solare directe, reflectate și împrăștiate.
Radiație solară directă  - Acestea sunt raze care vin direct de la soare. Intensitatea (eficacitatea) acestuia depinde de înălțimea soarelui deasupra orizontului: maximul este observat la prânz, iar minimul - dimineața și seara; din perioada anului: maxim - vara, minim - iarna; de la înălțimea terenului deasupra nivelului mării (în munți mai sus decât pe câmpie); din starea atmosferei (poluarea aerului o reduce). Spectrul radiațiilor solare depinde și de înălțimea soarelui deasupra orizontului (cu cât soarele este mai jos deasupra orizontului, cu atât raze ultraviolete mai puțin).
Radiația solară reflectată- Acestea sunt razele soarelui reflectate de pământ sau de suprafața apei. Este exprimat ca procentul de raze reflectate la fluxul lor total și se numește albedo. Cantitatea de albedo depinde de natura suprafețelor reflectorizante. Atunci când organizăm și desfășurăm bătaie solară, este necesar să cunoaștem și să ținem seama de albedo-ul suprafețelor pe care se realizează plaja. Unele dintre ele se caracterizează prin reflectivitate selectivă. Zăpada reflectă complet razele infraroșii și razele ultraviolete într-o măsură mai mică.

Radiații solare risipite  format prin împrăștierea luminii solare în atmosferă. Moleculele de aer și particulele suspendate în ea (cele mai mici picături de apă, cristale de gheață etc.), numite aerosoli, reflectă o parte a razelor. În urma multiplelor reflecții, unele dintre ele ajung totuși la suprafața pământului; acestea sunt raze de soare împrăștiate. În mare parte, razele ultraviolete, violete și albastre sunt împrăștiate, ceea ce determină culoarea albastră a cerului pe vreme senină. Proporția razelor împrăștiate este mare în latitudini mari (în regiunile nordice). Acolo, soarele stă jos deasupra orizontului și, prin urmare, drumul razelor către suprafața pământului este mai lung. Într-o călătorie lungă, razele întâmpină mai multe obstacole și sunt mai împrăștiate.

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

Radiația solară totală  - toate radiațiile solare directe și împrăștiate care intră pe suprafața pământului. Radiația solară totală este caracterizată de intensitate. Cu un cer senin, radiația solară totală are o valoare maximă de aproximativ amiaza, iar în timpul anului - vara.

Echilibrul radiațiilor
Bilanțul de radiație al suprafeței pământului este diferența dintre radiația solară totală absorbită de suprafața pământului și radiația efectivă a acesteia. Pentru suprafața pământului
- partea de intrare este radiația solară directă și împrăștiată absorbită, precum și contra radiația absorbită a atmosferei;
- partea consumabila consta in pierderi de caldura datorate radiatiilor intrinseci ale suprafetei pamantului.

Echilibrul radiațiilor poate fi   pozitiv  (zi, vară) și negativ  (noaptea, iarna); măsurat în kW / mp / min.
Balanța de radiații a suprafeței pământului este cea mai importantă componentă a echilibrului termic al suprafeței terestre; unul dintre principalii factori de formare a climatului.

Echilibrul termic al Pământului- suma algebră a tuturor tipurilor de sosire și consum de căldură pe suprafața pământului și oceanului. Natura echilibrului termic și nivelul său de energie determină caracteristicile și intensitatea majorității proceselor exogene. Principalele componente ale echilibrului termic al oceanului sunt:
- echilibrul radiațiilor;
- consum de căldură pentru evaporare;
- transferul de căldură turbulent între suprafața oceanului și atmosferă;
- transferul de căldură turbulent vertical al suprafeței oceanului cu straturile subiacente; și
- advecția orizontală a oceanului.

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

Măsurarea radiațiilor solare.

Actinometrele și pirheliometrele sunt utilizate pentru a măsura radiațiile solare. Intensitatea radiației solare este de obicei măsurată prin efectul său termic și este exprimată în calorii pe unitate de suprafață pe unitate de timp.

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

Intensitatea radiației solare este măsurată de un piranometru Yanishevsky complet cu un galvanometru sau potențiometru.

La măsurarea radiației solare totale, piranometrul este instalat fără ecran de umbră, în timp ce se măsoară radiația difuză cu un ecran de umbră. Radiația solară directă este calculată ca diferența dintre radiația totală și cea risipită.

La determinarea intensității radiației solare incidente pe gard, pe el este instalat un piranometru, astfel încât suprafața percepută a dispozitivului să fie strict paralelă cu suprafața gardului. În absența înregistrării automate a radiațiilor, măsurătorile trebuie făcute după 30 de minute în intervalul dintre răsărit și apus.

Incidentul de radiație de pe suprafața gardului nu este complet absorbit. În funcție de textura și culoarea gardului, unele dintre raze sunt reflectate. Se numește raportul dintre radiația reflectată și incident, exprimată în procente albedo de suprafață  și este măsurat de P.K. Kalitina complet cu galvanometru sau potențiometru.

Pentru o precizie mai mare, observațiile trebuie efectuate pe cer senin și cu o expunere solară intensă a gardului.

(http://www.constructioncheck.ru/default.a spx? textpage \u003d 5)

Surse de căldură. În viața atmosferei, energia termică este crucială. Principala sursă a acestei energii este soarele. În ceea ce privește radiația termică a Lunii, planetelor și stelelor, este atât de nesemnificativ pentru Pământ încât practic nu poate fi luat în considerare. În mod semnificativ mai multă energie termică oferă căldura internă a Pământului. Conform calculelor geofizicienilor, un flux constant de căldură din intestinele pământului crește temperatura suprafeței pământului cu 0 ° 1. Dar un astfel de aflux de căldură este încă atât de mic încât nu este necesar să se țină cont nici de acesta. Astfel, numai Soarele poate fi considerat singura sursă de energie termică de pe suprafața Pământului.

Radiația solară. Soarele, având o temperatură a fotosferei (suprafață radiantă) de aproximativ 6000 °, radiază energie în spațiu în toate direcțiile. O parte din această energie, sub forma unui fascicul imens de lumină solară paralelă, intră pe Pământ. Energia solară, care a ajuns pe suprafața pământului sub formă de raze directe ale soarelui, se numește radiații solare directe.Dar nu toate radiațiile solare direcționate către Pământ ajung la suprafața pământului, deoarece razele soarelui, care trec printr-un strat gros al atmosferei, sunt parțial absorbite de acesta, parțial împrăștiate de molecule și particule suspendate de aer, unele sunt reflectate de nori. Acea parte a energiei solare care este disipată în atmosferă se numește radiații difuze.   Radiația solară împrăștiată se propagă în atmosferă și intră pe suprafața Pământului. Percepem acest tip de radiații ca lumină uniformă a zilei când soarele este complet acoperit de nori sau tocmai s-a ascuns în spatele orizontului.

Radiația solară directă și împrăștiată, ajunsă la suprafața Pământului, nu este complet absorbită de ea. O parte din radiația solară se reflectă de pe suprafața pământului înapoi în atmosferă și se află sub forma unui flux de raze, așa-numitul radiația solară reflectată

Compoziția radiației solare este foarte complexă, datorită temperaturii foarte ridicate a suprafeței radiatoare a soarelui. În mod convențional, în funcție de lungimea de undă, spectrul radiațiilor solare este împărțit în trei părți: ultraviolete (η<0,4<μ видимую глазом (η de la 0,4μ la 0,76μ) și partea infraroșie (η\u003e 0,76μ). În plus față de temperatura fotosferei solare, compoziția radiației solare la suprafața pământului este afectată și de absorbția și împrăștierea unei părți din razele soarelui pe măsură ce trec prin învelișul de aer al pământului. În acest sens, compoziția radiației solare la limita superioară a atmosferei și la suprafața Pământului va fi diferită. Pe baza calculelor și observațiilor teoretice, s-a constatat că la limita atmosferică, radiațiile ultraviolete reprezintă 5%, razele vizibile - 52% și infraroșii - 43%. La suprafața Pământului (la o înălțime solară de 40 °), razele ultraviolete alcătuiesc doar 1%, vizibile - 40% și infraroșu - 59%.

Intensitatea radiațiilor solare. Intensitatea radiației solare directe se înțelege a însemna cantitatea de căldură în calorii obținute în 1 min. din energia radiantă a Soarelui cu o suprafață de 1 cm 2perpendicular pe soare.

Pentru a măsura intensitatea radiațiilor solare directe, se folosesc instrumente speciale - actinometre și pirheliometre; cantitatea de radiații împrăștiate este determinată de un piranometru. Înregistrarea automată a duratei radiației solare se realizează prin actinografii și heliografii. Intensitatea spectrală a radiației solare este determinată de un spectrobolograf.

La limita atmosferei, unde sunt excluse efectele absorbante și de împrăștiere ale plicului de aer al Pământului, intensitatea radiației solare directe este de aproximativ 2. fecalepe 1 cm 2suprafață în 1 min. Această valoare se numește constantă solară.Intensitatea radiației solare în 2 fecalepe 1 cm 2în 1 min. dă atâta căldură pe tot parcursul anului încât ar fi suficient să topiți un strat de gheață de 35 mgros dacă un astfel de strat acoperea întreaga suprafață a pământului.

Numeroase măsurători ale intensității radiației solare dau motive să creadă că cantitatea de energie solară care ajunge la limita superioară a atmosferei Pământului are o fluctuație de câteva procente. Oscilările sunt periodice și neperiodice, aparent asociate cu procesele care apar la soarele însuși.

În plus, o anumită modificare a intensității radiației solare are loc pe parcursul anului datorită faptului că Pământul în rotația sa anuală nu se mișcă într-un cerc, ci într-o elipsă, în care Soarele se află într-unul dintre focare. În acest sens, distanța de la Pământ la Soare se schimbă și, în consecință, intensitatea radiației solare fluctua. Cea mai mare intensitate este observată în jurul datei de 3 ianuarie, când Pământul este cel mai aproape de Soare, iar cea mai mică în jurul valorii de 5 iulie, când Pământul se află la o distanță maximă de Soare.

Fluctuația intensității radiațiilor solare din acest motiv este foarte mică și poate fi doar de interes teoretic. (Cantitatea de energie la distanța maximă se referă la cantitatea de energie la distanța minimă, cum ar fi 100: 107, adică diferența este complet neglijabilă.)

Condițiile de iradiere a suprafeței globului. Chiar și forma sferică a Pământului conduce la faptul că energia radiantă a soarelui este distribuită foarte neuniform pe suprafața pământului. Așadar, în zilele echinocțiilor de primăvară și toamnă (21 martie și 23 septembrie), doar la ecuator la prânz unghiul de incidență al razelor va fi de 90 ° (Fig. 30), iar pe măsură ce se apropie de poli, acesta va scădea de la 90 la 0 °. În acest fel

dacă la ecuator cantitatea de radiație primită este luată ca 1, atunci la paralela 60 va fi exprimată în 0,5, iar la pol va fi egală cu 0.

În plus, globul are mișcare zilnică și anuală, iar axa pământului este înclinată spre planul orbitei cu 66 °, 5. Datorită acestei pante, se formează un unghi de 23 ° 30 g între planul ecuatorial și planul orbital. Această situație duce la faptul că unghiurile de incidență a luminii solare pentru aceleași latitudini vor varia într-un interval de 47 ° (23,5 + 23,5) .

În funcție de perioada anului, nu numai unghiul de incidență al razelor, dar și durata iluminării se schimbă. Dacă în țările tropicale, la toate anotimpurile, durata zilei și a nopții este aproximativ aceeași, în țările polare, dimpotrivă, este foarte diferită. Deci, de exemplu, la 70 ° C. w. vara, soarele nu apune 65 de zile, la 80 ° C. W.- 134, iar la polul -186. Din această cauză, radiațiile la solstițiul de vară (22 iunie) la Polul Nord sunt cu 36% mai mari decât la ecuator. În ceea ce privește întreaga jumătate de an de vară, cantitatea totală de căldură și lumină primită de pol este cu 17% mai mică decât la ecuator. Astfel, în timpul verii în țările polare, durata iluminării compensează în mare măsură lipsa de radiații, ceea ce este o consecință a unghiului mic de incidență a razelor. În jumătatea de iarnă a anului, imaginea este complet diferită: cantitatea de radiații la același Pol Nord va fi de 0. Ca urmare, în cursul anului, cantitatea medie de radiații la pol este de 2,4 ori mai mică decât la ecuator. Din cele de mai sus, rezultă că cantitatea de energie solară pe care Pământul o primește prin radiații este determinată de unghiul de incidență al razelor și de durata expunerii.

Suprafața pământului în absența atmosferei la latitudini diferite pe zi ar primi următoarea cantitate de căldură, exprimată în calorii la 1 cm 2(vezi tabelul la pagina 92).

De obicei se numește distribuția radiațiilor pe suprafața pământului, dată în tabel    clima solară.Repetăm \u200b\u200bcă avem o astfel de distribuție a radiațiilor numai la limita superioară a atmosferei.

Atenuarea radiațiilor solare în atmosferă. Până acum, am vorbit despre condițiile de distribuție a căldurii solare pe suprafața pământului, fără a ține cont de atmosferă. Între timp, atmosfera în acest caz este de mare importanță. Radiația solară, care trece prin atmosferă, experimentează împrăștierea și, în plus, absorbția. Ambele procese slăbesc în mare măsură radiațiile solare.

Razele soarelui, care trec prin atmosferă, experimentează în primul rând împrăștiere (difuzie). Răspândirea este creată de faptul că razele de lumină, care se refractă și se reflectă din moleculele de aer și particulele corpurilor solide și lichide din aer, se abat de la calea directă laîntr-adevăr „disipează”.

Dispersia slăbește foarte mult radiațiile solare. Odată cu creșterea cantităților de vapori de apă și în special a particulelor de praf, împrăștierea crește și radiațiile atenuează. În marile orașe și regiuni deșertice, unde poluarea aerului este cea mai mare, dispersia slăbește puterea radiațiilor cu 30-45%. Datorită împrăștierii, se obține acea lumină de zi care luminează obiectele, chiar dacă razele soarelui nu cad direct asupra lor. Răspândirea determină chiar culoarea cerului.

Să ne bazăm acum pe capacitatea atmosferei de a absorbi energia radiantă a Soarelui. Principalele gaze care formează atmosfera absorb foarte puțină energie radiantă. Impuritățile (vaporii de apă, ozonul, dioxidul de carbon și praful), dimpotrivă, sunt foarte absorbante.

În troposferă, cea mai semnificativă impuritate este vaporii de apă. Acestea absorb în special puternic infraroșii (undă lungă), adică în principal razele termice. Și cu cât mai mulți vapori de apă în atmosferă, în mod natural mai mult și. absorbție. Cantitatea de vapori de apă din atmosferă este supusă unor mari schimbări. In vivo variază de la 0,01 la 4% (în volum).

Ozonul este foarte absorbant. Un amestec important de ozon, după cum sa menționat deja, este localizat în straturile inferioare ale stratosferei (deasupra tropopauzei). Ozonul absoarbe razele ultraviolete (unde scurte) aproape complet.

Dioxidul de carbon este de asemenea foarte absorbant. Absoarbe în principal lungimi de undă lungi, adică predominant razele termice.

Praful în aer absoarbe, de asemenea, unele radiații solare. Când este încălzit sub influența luminii solare, poate crește semnificativ temperatura aerului.

Din cantitatea totală de energie solară care vine pe Pământ, atmosfera absoarbe doar aproximativ 15%.

Atenuarea radiațiilor solare prin împrăștiere și absorbție de atmosferă pentru diferite latitudini ale Pământului este foarte diferită. Această diferență depinde în primul rând de unghiul de incidență al razelor. În poziția zenitală a Soarelui, razele care cad vertical traversează atmosfera în cel mai scurt mod. Odată cu scăderea unghiului de incidență, calea razelor se întinde și atenuarea radiațiilor solare devine mai semnificativă. Acesta din urmă este clar vizibil în desen (Fig. 31) și în tabelul atașat (în tabel, valoarea căii fasciculului soarelui în poziția zenitală a Soarelui este luată ca unitate).

În funcție de unghiul de incidență al razelor, nu numai numărul de raze se schimbă, ci și calitatea acestora. În perioada în care Soarele este la zenit (deasupra capului), 4% din razele ultraviolete reprezintă

vizibil - 44% și infraroșu - 52%. Cu poziția Soarelui, orizontul nu are raze ultraviolete, vizibile 28% și infraroșu 72%.

Complexitatea influenței atmosferei asupra radiațiilor solare este agravată de faptul că volumul său de producție variază mult în funcție de perioada anului și de condițiile meteorologice. Deci, dacă cerul a rămas înnorat tot timpul, atunci cursul anual al influxului de radiații solare la diferite latitudini ar putea fi exprimat grafic după cum urmează (Fig. 32) Din desen, este clar că, cu un cer senin la Moscova, în mai, iunie și iulie, căldura radiațiile solare ar produce mai mult decât la ecuator. În același mod, în a doua jumătate a lunii mai, în iunie și în prima jumătate a lunii iulie, ar fi fost mai multă căldură la Polul Nord decât la ecuator și la Moscova. Repetăm \u200b\u200bcă aceasta ar fi așa sub un cer senin. Dar, de fapt, acest lucru nu funcționează, deoarece tulburarea slăbește semnificativ radiațiile solare. Dăm un exemplu ilustrat în grafic (Fig. 33). Graficul arată cât de multă radiație solară nu atinge suprafața Pământului: o parte semnificativă a acesteia este întârziată de atmosferă și nori.

Cu toate acestea, trebuie spus că căldura absorbită de nori, merge parțial la încălzirea atmosferei și parțial indirect ajunge la suprafața pământului.

Variații zilnice și anuale ale intensității săriiunele radiații. Intensitatea radiației solare directe la suprafața Pământului depinde de înălțimea Soarelui deasupra orizontului și de starea atmosferei (de conținutul său de praf). Numai dacă. atmosfera a fost constantă pe tot parcursul zilei, intensitatea maximă a radiației solare va fi observată la prânz, iar cea minimă - la răsărit și apus. În acest caz, graficul intensității zilnice a radiației solare ar fi simetric în raport cu jumătate de zi.

Conținutul de praf, vapori de apă și alte impurități din atmosferă este în continuă schimbare. În acest sens, este încălcată transparența aerului și simetria graficului cursului intensității radiației solare. Adesea, mai ales vara, la prânz, când există o încălzire îmbunătățită a suprafeței pământului, apar curenți puternici de aer ascendenți, cantitatea de vapori de apă și praf din atmosferă crește. Aceasta duce la o slăbire semnificativă a radiațiilor solare la prânz; intensitatea maximă de radiație în acest caz se observă după-amiaza sau după-amiaza. Variația anuală a intensității radiației solare este asociată și cu modificările înălțimii Soarelui de-a lungul anului și cu starea de transparență a atmosferei în diferite anotimpuri. În țările din emisfera nordică, cea mai mare înălțime a Soarelui deasupra orizontului apare în luna iunie. Dar, în același timp, se observă cea mai mare praf de atmosferă. Prin urmare, intensitatea maximă apare de obicei nu la mijlocul verii, ci în lunile de primăvară, când Soarele răsare destul de sus * deasupra orizontului, iar atmosfera de după iarnă rămâne încă relativ curată. Pentru a ilustra variația anuală a intensității radiațiilor solare în emisfera nordică, prezentăm date despre valorile medii lunare de la amiază ale intensității radiației în Pavlovsk.

Suma căldurii radiației solare. Suprafața Pământului în timpul zilei primește continuu căldură din radiații solare directe și difuze sau numai din radiații difuze (pe vreme înnorată). Valoarea zilnică a căldurii este determinată pe baza observațiilor actinometrice: luând în considerare cantitatea de radiații directe și împrăștiate primite pe suprafața pământului. După ce a determinat cantitatea de căldură pentru fiecare zi, calculați cantitatea de căldură primită de suprafața pământului pentru o lună sau un an.

Cantitatea zilnică de căldură primită de suprafața pământului din radiațiile solare depinde de intensitatea radiației și de durata acțiunii sale în timpul zilei. În acest sens, un minim de flux de căldură apare iarna, iar un maxim vara. În distribuția geografică a radiațiilor totale pe glob, creșterea acesteia este observată cu o scădere a latitudinii zonei. Această poziție este confirmată de următorul tabel.

Rolul radiațiilor directe și difuze în cantitatea anuală de căldură primită de suprafața pământului la diferite latitudini ale globului nu este același. La latitudini mari, radiația împrăștiată predomină în suma anuală de căldură. Odată cu scăderea latitudinii, valoarea prevalentă se îndreaptă către radiația solară directă. Așadar, de exemplu, în Golful Tikhaya, radiațiile solare împrăștiate oferă 70% din cantitatea anuală de căldură, iar radiațiile directe doar 30%. În Tashkent, dimpotrivă, radiațiile solare directe dau 70%, împrăștiate doar 30%.

Reflectivitatea Pământului. Albedo. După cum sa menționat deja, suprafața Pământului absoarbe doar o parte din energia solară care îi este furnizată sub formă de radiații directe și împrăștiate. Cealaltă parte se reflectă în atmosferă. Raportul dintre mărimea radiației solare reflectată de o suprafață dată și mărimea fluxului de energie radiantă incidentă pe această suprafață se numește albedo. Albedo este exprimat ca procent și caracterizează reflectivitatea unei suprafețe date.

Albedo depinde de natura suprafeței (proprietățile solului, prezența zăpezii, vegetație, apă etc.) și de mărimea unghiului de incidență a razelor soarelui de pe suprafața pământului. De exemplu, dacă razele cad pe suprafața pământului la un unghi de 45 °, atunci:

Din exemplele de mai sus se vede că reflectivitatea diferitelor obiecte nu este aceeași. Este cel mai mult în zăpadă și cel puțin în apă. Cu toate acestea, exemplele pe care le-am luat se aplică numai acelor cazuri când înălțimea Soarelui deasupra orizontului este de 45 °. Când acest unghi scade, reflectivitatea crește. Deci, de exemplu, când Soarele este la 90 ° înălțime, apa reflectă doar 2%, la 50 ° - 4%, la 20 ° -12%, la 5 ° - 35-70% (în funcție de starea suprafeței apei).

În medie, cu un cer senin, suprafața globului reflectă 8% din radiațiile solare. În plus, 9% reflectă atmosfera. Astfel, globul în ansamblu, cu un cer senin, reflectă 17% din energia radiantă a incidentului Soarelui de pe el. Dacă cerul este acoperit de nori, atunci 78% din radiații se reflectă din ele. Dacă luăm condițiile naturale, pe baza raportului dintre cerul senin și cerul acoperit cu nori, lucru observat de fapt, atunci reflectivitatea Pământului în ansamblu este de 43%.

Pământ și radiații atmosferice. Pământul, primind energie solară, se încălzește și el însuși devine o sursă de radiații de căldură în spațiul lumii. Cu toate acestea, razele emise de suprafața pământului sunt foarte diferite de razele soarelui. Pământul emite numai raze infraroșii (termice) invizibile cu unde lungi (λ 8-14 μ). Energia emisă de suprafața pământului se numește radiația Pământului.Se produce radiația Pământului și. zi și noapte. Intensitatea radiației este mai mare, cu atât temperatura corpului care radiază este mai mare. Radiația terestră este determinată în aceleași unități ca și radiația solară, adică în calorii de la 1 cm 2suprafață în 1 min. Observațiile au arătat că mărimea radiațiilor terestre este mică. De obicei, ajunge la 15-18 sutimi de calorii. Dar, acționând continuu, poate da un efect termic semnificativ.

Cea mai puternică radiație terestră se obține cu un cer senin și o bună transparență a atmosferei. Norii (în special norii mici) reduc semnificativ radiațiile terestre și aduc adesea la zero. Aici putem spune că atmosfera, împreună cu norii, este o „pătură” bună care protejează Pământul de răcirea excesivă. Părți ale atmosferei, precum părți ale suprafeței pământului, emit energie în conformitate cu temperatura lor. Această energie se numește radiații atmosferice.Intensitatea radiațiilor atmosferice depinde de temperatura porțiunii de radiație a atmosferei, precum și de cantitatea de vapori de apă și dioxid de carbon conținute în aer. Radiația atmosferică aparține trupei cu valuri lungi. Se răspândește în atmosferă în toate direcțiile; o parte din ea ajunge la suprafața pământului și este absorbită de ea, o altă parte intră în spațiul interplanetar.

oh sosirea și cheltuirea energiei solare pe Pământ. Suprafața pământului, pe de o parte, primește energie solară sub formă de radiații directe și împrăștiate, iar pe de altă parte, pierde o parte din această energie sub formă de radiații terestre. Ca urmare a sosirii și consumului de energie solară, se obține un rezultat. În unele cazuri, acest rezultat poate fi pozitiv, în altele negativ.

8 ianuarie Ziua este înnorată. Pe 1 cm 2suprafața pământului primită pe zi 20 fecaleradiații solare directe și 12 fecale   radiații difuze; total, astfel, au primit 32 cal.   În același timp, din cauza radiațiilor 1 a se vedea?suprafața Pământului a pierdut 202 cal.Drept urmare, în limba contabilă, există o pierdere de 170 în bilanț. fecale(sold negativ).

6 iulie. Cerul este aproape înnorat. Din radiația solară directă a primit 630 cal,de la radiații împrăștiate 46 cal.Prin urmare, în total, suprafața pământului a primit la 1 cm 2676 cal.   173 pierdut prin radiații terestre cal.În bilanț profit la 503 fecale(sold pozitiv).

Din exemplele de mai sus, printre altele, este complet clar de ce în latitudinile temperate este rece iarna și cald vara.

Utilizarea radiației solare în scopuri tehnice și interne. Radiația solară este o sursă naturală inepuizabilă de energie. Mărimea energiei solare de pe Pământ poate fi apreciată de acest exemplu: dacă, de exemplu, utilizați căldura radiației solare, care se încadrează doar pe 1/10 din suprafața URSS, atunci puteți obține energie egală cu munca de 30 de mii de proiecte.

Oamenii au căutat de mult să folosească energia gratuită a radiațiilor solare pentru nevoile lor. Până în prezent, au fost create multe sisteme solare diferite care utilizează radiații solare și sunt utilizate pe scară largă în industrie și pentru a satisface nevoile gospodărești ale populației. În regiunile sudice ale URSS, încălzitoarele industriale de apă, cazane, instalații de desalinizare a apei sărate, uscătoare solare (pentru uscarea fructelor), bucătării, saune, sere și dispozitive medicale funcționează pe baza utilizării pe scară largă a radiațiilor solare. Radiația solară este utilizată pe scară largă în stațiuni pentru tratarea și promovarea sănătății oamenilor.

Soarele este o sursă de căldură și lumină, oferind forță și sănătate. Cu toate acestea, efectul său nu este întotdeauna pozitiv. Lipsa de energie sau excesul acesteia pot deranja procesele naturale ale vieții și pot provoca diverse probleme. Mulți sunt siguri că pielea bronzată pare mult mai frumoasă decât palidă, dar dacă petreci mult timp în lumina directă a soarelui, poți avea o arsură severă. Radiația solară este un flux de energie de intrare care se propagă sub formă de unde electromagnetice care trec prin atmosferă. Se măsoară prin puterea energiei pe care o transferă pe unitatea de suprafață (watt / m2). Știind cum afectează soarele unei persoane, puteți preveni impactul negativ al acesteia.

Ce este radiația solară

S-au scris multe cărți despre Soare și energia lui. Soarele este principala sursă de energie pentru toate fenomenele fizice și geografice de pe Pământ. O fracție de două miliarde din lumină pătrunde în atmosfera superioară a planetei, în timp ce cea mai mare parte a acesteia se instalează în spațiul lumii.

Razele de lumină sunt sursele primare ale altor tipuri de energie. Ajungând pe suprafața pământului și în apă, se formează în căldură, afectează caracteristicile climatice și vremea.

Gradul de expunere la razele luminoase la o persoană depinde de nivelul radiațiilor, precum și de perioada petrecută sub soare. Oamenii folosesc multe tipuri de unde în avantajul lor, folosind iradiere cu raze X, raze infraroșii, precum și lumină ultravioletă. Cu toate acestea, cantități mari de unde solare în forma lor pură pot afecta negativ sănătatea umană.

Cantitatea de radiații depinde de:

• poziția soarelui. Cea mai mare cantitate de expunere apare în câmpii și în deșerturi, unde solstițiul este destul de ridicat și vremea este înnorată. Regiunile polare primesc o cantitate minimă de lumină, deoarece acoperirea de nori absoarbe o parte semnificativă a fluxului de lumină;
• durata zilei. Cu cât este mai aproape de ecuator, cu atât ziua este mai lungă. Aici oamenii obțin mai multă căldură;
• proprietăți atmosferice: tulbure și umiditate. La ecuator, crește tulburarea și umiditatea, ceea ce este un obstacol în calea trecerii luminii. Acesta este motivul pentru care cantitatea de lumină acolo este mai mică decât în \u200b\u200bzonele tropicale.

distribuire

Distribuția luminii solare pe suprafața pământului este inegală și depinde de:

• densitatea și umiditatea atmosferei. Cu cât sunt mai mari, cu atât expunerea este mai mică;
• latitudinea zonei. Cantitatea de lumină primită crește de la poli la ecuator;
• mișcarea Pământului. Cantitatea de radiații variază în funcție de perioada anului;
• caracteristicile suprafeței pământului. O cantitate mare de flux luminos se reflectă pe suprafețe luminoase, cum ar fi zăpada. Cel mai slab reflectă cernoziomul energiei ușoare.

Datorită întinderii teritoriului său, nivelul de radiații din Rusia variază semnificativ. Expunerea solară în regiunile nordice este aproximativ aceeași - 810 kWh / m 2 timp de 365 de zile, în regiunile sudice - mai mult de 4100 kWh / m2.

La fel de importantă este și durata orelor în care strălucește soarele.. Acești indicatori sunt diferiți în diferite regiuni, ceea ce este afectat nu numai de latitudinea geografică, dar și de prezența munților. Pe harta radiațiilor solare din Rusia, este clar vizibil că în unele regiuni nu este recomandată instalarea de linii electrice, deoarece lumina naturală este destul de capabilă să răspundă nevoilor rezidenților în energie electrică și termică.

tipuri

Curenții de lumină ajung pe Pământ în diferite moduri. Tipurile de radiații solare depind de acest lucru:

• Razele de la soare se numesc radiații directe.. Forța lor depinde de înălțimea soarelui deasupra orizontului. Nivelul maxim este observat la 12 noaptea, minimul - dimineața și seara. În plus, intensitatea impactului este legată de anotimp: cel mai mare apare vara, cel mai mic - iarna. Este caracteristic faptul că în munți nivelul radiațiilor este mai mare decât pe suprafețele plane. De asemenea, aerul murdar reduce fluxurile de lumină directă. Cu cât este mai jos soarele deasupra orizontului, cu atât lumina UV este mai mică.
• Radiația reflectată este radiația care este reflectată de apă sau de suprafața pământului.
• Radiația solară risipită se formează atunci când fluxul de lumină este împrăștiat. Depinde de aceasta culoarea albastră a cerului pe vreme senină.

Radiația solară absorbită depinde de reflectivitatea suprafeței pământului - albedo.

Compoziția spectrală a radiațiilor este diversă:

• razele colorate sau vizibile dau iluminare și sunt de mare importanță în viața plantelor;
• lumina ultravioletă trebuie să pătrundă cu ușurință în corpul uman, deoarece supraabundența sau deficiența sa poate fi dăunătoare;
• iradierea cu infraroșu dă o senzație de căldură și afectează creșterea vegetației.

Radiația solară totală - raze directe și împrăștiate care pătrund pe pământ. În absența acoperirii de nori, la aproximativ 12 noaptea, precum și vara, atinge maximul.

Poveștile cititorilor noștri

Vladimir
61 de ani

Cum are impactul

Undele electromagnetice sunt formate din diverse părți. Există raze ultraviolete invizibile, infraroșii și vizibile. Este caracteristic faptul că fluxurile de radiații au o structură energetică diferită și afectează diferit oamenii.

Fluxul luminos poate avea un efect benefic, vindecător, asupra stării corpului uman. Trecând prin organele vizuale, lumina reglează metabolismul, modelele de somn, afectează bunăstarea generală a unei persoane. În plus, energia luminii poate provoca o senzație de căldură. Atunci când pielea este iradiată, reacții fotochimice apar în organism, contribuind la metabolismul adecvat.

Ultravioleta având o lungime de undă de la 290 la 315 nm are o capacitate biologică ridicată. Aceste valuri sintetizează vitamina D în organism și sunt, de asemenea, capabile să distrugă virusul tuberculozei în câteva minute, stafilococ - în decurs de un sfert de oră, bacili tifoizi - în 1 oră.

În mod obișnuit, vremea înnorată reduce durata epidemiilor emergente de gripă și a altor boli, de exemplu, difterie, care au capacitatea de a fi transmise prin picături aeriene.

Forțele naturale ale corpului protejează o persoană de fluctuațiile atmosferice bruște: temperatura aerului, umiditatea, presiunea. Cu toate acestea, uneori o astfel de protecție slăbește, ceea ce, sub influența umidității puternice, împreună cu temperatura crescută duce la șoc termic.

Efectul radiației este legat de gradul de pătrundere a acestuia în corp. Cu cât valul este mai lung, cu atât puterea de radiație este mai puternică. Undele infraroșii sunt capabile să pătrundă până la 23 cm sub piele, fluxuri vizibile - până la 1 cm, ultraviolete - până la 0,5-1 mm.

Oamenii primesc tot felul de raze în timpul activității soarelui, când sunt în spații deschise. Valurile de lumină permit unei persoane să se adapteze în lume, motiv pentru care pentru a asigura o senzație confortabilă în spații, este necesar să se creeze condiții pentru un nivel optim de iluminare.

Expunerea umană

Efectul radiațiilor solare asupra sănătății umane este determinat de diverși factori. Locul de reședință al persoanei, climatul, precum și timpul petrecut sub razele directe, sunt de importanță.

Cu o lipsă de soare în rândul locuitorilor din Nordul îndepărtat, precum și persoanele ale căror activități sunt asociate cu lucrul în subteran, de exemplu, minerii, diverse tulburări ale activității vitale sunt observate, forța osoasă scade și apar tulburări nervoase.

Copiii care primesc mai puțină lumină suferă rahitism mai des decât alții. În plus, acestea sunt mai sensibile la boli dentare și au, de asemenea, un curs mai lung de tuberculoză.

Cu toate acestea, expunerea prea lungă la undele de lumină fără o schimbare periodică de zi și de noapte poate afecta negativ starea de sănătate. De exemplu, rezidenții din zona arctică suferă adesea de iritabilitate, oboseală, insomnie, depresie și capacitate redusă de muncă.

Radiația în Federația Rusă este mai puțin activă decât, de exemplu, în Australia.

Astfel, persoanele care sunt expuse la radiații prelungite:

• sensibil la apariția cancerului de piele;
• au o tendință crescută la pielea uscată, care, la rândul său, accelerează procesul de îmbătrânire și apariția pigmentării și a ridurilor precoce;
• poate suferi de deficiențe de vedere, cataractă, conjunctivită;
• au slăbit imunitatea.

Lipsa de vitamina D la om este una dintre cauzele neoplasmelor maligne, tulburărilor metabolice, ceea ce duce la supraponderale, tulburări endocrine, tulburări de somn, epuizare fizică și dispoziție proastă.

O persoană care primește în mod sistematic lumina soarelui și nu abuzează de băile de soare, de regulă, nu întâmpină probleme de sănătate:

• are o funcționare stabilă a inimii și vaselor de sânge;
• nu suferă de boli nervoase;
• are o dispoziție bună;
• are un metabolism normal;
• rareori se îmbolnăvește.

Astfel, doar o doză măsurată de radiații poate afecta pozitiv sănătatea umană.

Cum să te protejezi

Expunerea excesivă poate provoca supraîncălzirea corpului, arsuri, precum și exacerbarea unor boli cronice. Fanii de a face soare trebuie să aibă grijă de punerea în aplicare a unor reguli simple:

• cu îngrijire la bătaia solară în spații deschise;
• pe timp cald, ascundeți-vă la umbră sub razele împrăștiate. Acest lucru este valabil mai ales pentru copiii mici și persoanele în vârstă care suferă de tuberculoză și boli de inimă.

Trebuie să ne amintim că este necesar să vă faceți băi la soare într-un moment sigur al zilei și, de asemenea, să nu vă aflați mult timp sub soarele înfiorător. În plus, merită să vă protejați capul împotriva loviturii de căldură prin purtarea unei pălării, ochelari de soare, îmbrăcăminte închisă, precum și folosirea diverselor blocaje de soare.

Radiația solară în medicină

Fluxurile de lumină sunt utilizate în mod activ în medicină:

• cu raze X, se utilizează capacitatea undelor de a trece prin țesuturile moi și sistemul scheletului;
• introducerea izotopilor vă permite să înregistrați concentrația lor în organele interne, pentru a detecta multe patologii și focare de inflamație;
• radioterapia poate distruge creșterea și dezvoltarea neoplasmelor maligne.

Proprietățile valurilor sunt utilizate cu succes în multe dispozitive fizioterapeutice:

• Dispozitivele cu radiații infraroșii sunt utilizate pentru tratamentul termic al proceselor inflamatorii interne, boli osoase, osteochondroză, reumatism, datorită capacității undelor de a restabili structurile celulare.
• Razele ultraviolete pot afecta negativ viețuitoarele, inhibă creșterea plantelor și inhibă microorganismele și virusurile.

Semnificația igienică a radiațiilor solare este mare. Dispozitive cu radiații ultraviolete sunt utilizate în terapie:

• diverse leziuni ale pielii: răni, arsuri;
• infecții;
• boli ale cavității bucale;
• neoplasme oncologice.

În plus, radiațiile au un efect pozitiv asupra organismului uman în ansamblu: poate oferi forță, poate consolida sistemul imunitar și poate compensa lipsa vitaminelor.

Lumina soarelui este o sursă importantă a unei vieți umane împlinitoare. O aprovizionare suficientă duce la existența favorabilă a tuturor lucrurilor vii pe planetă. O persoană nu poate reduce gradul de radiație, ci puterea de a se proteja de efectele sale negative.