Солнечная радиация

Солнечная радиация — это излучение, исходящее от светила нашей планетной системы вследствие реакции ядерного синтеза. Хотя в названии и содержится слово «радиация», здесь подразумевается не ионизирующее излучение, а именно излучение — распространение электромагнитного излучения. Без этой энергии жизнь на нашей планете не могла бы существовать в привычном для нас виде.

Солнечная радиация является суммарным комплексом электромагнитного и корпускулярного излучения с довольно широким диапазоном. Данному определению соответствует солнечный ветер, представляющий собой сформированный электронами и легкими частицами энергетический поток. На пограничном слое земной атмосферы регулярно наблюдается одинаковое по интенсивности излучение звезды.

Видео лекция

Энергия звезды нашей системы дискретна, ее перенос осуществляется посредством кванты, одновременно с этим корпускулярный аспект настолько несущественен, что лучи могут быть рассмотрены исключительно как электромагнитные волны. А их распространение, что было подтверждено физиками, происходит по прямой линии и равномерно. Следовательно, для описания солнечной радиации потребуется определение свойственной ей длины волны.

История открытия

Существенный вклад в изучение протекающих внутри Солнца процессов был сделан астрономом Артуром Эддингтоном еще в прошлом веке. Еще тогда он предположил, что внутри звезды осуществляется термоядерный синтез. Отталкиваясь от этих предположений, ученые поставили перед собой цель определить реальные параметры среды на светиле.

По их расчетам температура ядра звезды достигает отметки 15 миллионов градусов и этого достаточно для формирования гелиевых ядер.

Новые сведения заинтересовали множество ученых, в числе которых был и Альберт Эйнштейн. Пытаясь оценить величину излучения, им удалось выяснить, что по своей массе гелиевые ядра уступают общей массе четырех протонов, участвующих в формировании новых структур. Таким образом, была выявлен «дефект масс». Пытаясь объяснить данное явление, научные деятели решили сравнить энергетическое излучение и особенности изменения массы, в итоге обнаружив недостающее звено — излучаемые гамма кванты.

Типы излучения

Основываясь на длине волны, выделяют такие разновидности электромагнитного излучения:

  • гамма-лучи (до 5 пм);
  • рентгеновское излучение (от 5 пм до 10 нм);
  • ультрафиолетовое излучение (от 100 до 380 нм);
  • видимый свет (от 380 до 780 нм);
  • инфракрасное излучение (от 780 нм до 1 мм);
  • радиоволны (от 0,1 мм до 10 млн. км).

В солнечной радиации преобладает инфракрасное излучение (52%). На видимые и ультрафиолетовые лучи приходится 43% и 5% соответственно.

Влияние на Землю

Вследствие поглощения солнечной радиации земной атмосферой происходит нагрев до температурных значений, комфортных для органической жизни. Имеющаяся озоновая оболочка пропускает на Землю только одну сотую ультрафиолетового излучения. Одновременно с этим она полностью блокирует короткие по длине волны, которые представляют опасность для живых существ. Слои атмосферы рассеивают до трети солнечных лучей, а остальные 20% поглощаются. На поверхность планеты попадает меньше половины всей энергии.

Выделяют несколько аспектов, от которых зависит интенсивность прямого излучения. Среди основных таких аспектов:

  • определяемый высотой угол падения;
  • географические особенности местности;
  • расстояние до определенной точки от источника излучения, меняющееся в зависимости от времен года;
  • особенности атмосферы (облака, загрязненность);
  • характер поверхности (способность отражать поступающие волны).

Суммарная величина излучения

Величина, объединяющая прямое излучение и рассеянные объемы называется суммарной солнечной радиацией. Данный параметр необходим для оценки интенсивности и измеряется в калориях в расчете на единицу площади. При этом свойственные излучению значения варьируются в зависимости от времени.

Энергия не способна распределяться по земной поверхности равномерно. К полюсам интенсивность будет возрастать, при этом снежный покров характеризуется высокой отражающей способностью, следовательно, воздух не будет достаточно прогреться. То есть, чем дальше от экватора, тем меньше суммарные показатели волнового излучения от звезды.

Инфракрасное излучение

Именно благодаря этим волнам нагревается поверхность Земли, а она в свою очередь передает тепловую энергию воздуху. Таким образом, на планете сохраняется комфортный для органических форм жизни климат.

Помимо звезды источником таких волн могут выступать любые нагретые объекты, как например, обычная батарея для отопления зимой, которая есть в каждом доме. Немаловажно отметить и то, что многие разработки, как например некоторые приборы ночного видения работают, основываясь на принципе восприятия такого излучения. Аналогичный принцип лежит в основе приборов для оценки потерь тепла, широко применяемых в строительстве.

Такое излучение активно используется в медицинской области для профилактики патологий кожного покрова, повышения числа лейкоцитов в крови, при хронических и острых воспалительных процессах, а также в случае трофических ран и коллоидных рубцов.

Видимый свет

Видимый для глаз свет является очень важным компонентом солнечной радиации. Такое излучение является лишь небольшим промежутком между ультрафиолетовыми и инфракрасными волнами.

Обилие оттенков, которые мы видим, обусловлено такими параметрами видимого частотного диапазона как отражение, преломление и поглощение. Сами по себе объекты не могут являться источниками такого света, но они способны поглощать отражать излучение. Варьируется частота и углы отражения волн. Сетчатка человека способна воспринять только определенные лучи отраженных волн света.

Ультрафиолетовое излучение

Не меньшее значение для человека имеет ультрафиолет, представленный в виде волн различной длины (короткие, средние, длинные). Они оказывают разное воздействие на человека. Чем короче ультрафиолетовая волна, тем глубже она способна проникать в кожу живых организмов.

Хотя ультрафиолет представляет определенную опасность, одновременно с этим он несёт огромную пользу. Излучение такого типа играет важную роль в формировании такого элемента как кальциферол, участвующего в строительстве костной ткани. Ультрафиолетовый спектр препятствует возникновению остеохондроза и рахита, стимулирует иммунитет и кровоток, активизирует формирование важных ферментов и эндрорфина.

Негативное воздействие

При повышенной активности светила и под его прямым светом находиться вредно и опасно. Из-за этого можно получить ожоги, отеки и покраснения. Может возникнуть тошнота и рвота.

Продолжительное воздействие ультрафиолета может стать причиной возникновения головной боли, нарушений аппетита, центральной нервной и иммунной системы. Все эти признаки характерны для солнечного удара.

Похожие статьи

Инфосфера