Sluneční záření je záření vlastní svítidlu našeho planetárního systému. Slunce je hlavní hvězdou, kolem které se Země točí, stejně jako sousední planety. Ve skutečnosti je to obrovská koule horkého plynu, která neustále vyzařuje toky energie do prostoru kolem ní. Tomu říkají radiace. Smrtící, zároveň je to právě tato energie, která je jedním z hlavních faktorů, které umožňují život na naší planetě. Jako všechno na tomto světě jsou přínosy a poškození slunečního záření pro organický život úzce propojeny.
Obecný pohled
Abyste pochopili, co je sluneční záření, musíte nejprve pochopit, co je Slunce. Hlavním zdrojem tepla, který poskytuje podmínky pro organickou existenci na naší planetě, ve vesmírných prostorech je pouze malá hvězda na galaktickém okraji Mléčné dráhy. Ale pro pozemšťany je Slunce středem minivesmíru. Koneckonců, právě kolem této plynové sraženiny se naše planeta točí. Slunce nám dává teplo a osvětlení, to znamená, že dodává formyenergie, bez které by naše existence nebyla možná.
V dávných dobách bylo zdrojem slunečního záření – Slunce – božstvo, předmět hodný uctívání. Sluneční dráha po obloze se lidem zdála jako zjevný důkaz Boží vůle. Pokusy ponořit se do podstaty tohoto fenoménu, vysvětlit, co je toto svítidlo, byly činěny již dlouhou dobu a Koperník k nim zvláště významně přispěl, když vytvořil myšlenku heliocentrismu, která se nápadně lišila od geocentrismus obecně přijímaný v té době. Je však jisté, že i ve starověku vědci více než jednou přemýšleli o tom, co je Slunce, proč je tak důležité pro všechny formy života na naší planetě, proč je pohyb tohoto svítidla přesně takový, jaký vidíme to.
Pokrok v technologii umožnil lépe pochopit, co je Slunce, jaké procesy probíhají uvnitř hvězdy, na jejím povrchu. Vědci zjistili, co je sluneční záření, jak plynný objekt ovlivňuje planety v zóně svého vlivu, zejména zemské klima. Nyní má lidstvo dostatečně velkou znalostní základnu, aby mohlo s jistotou říci: bylo možné zjistit, co je záření emitované Sluncem, jak měřit tento energetický tok a jak formulovat rysy jeho dopadu na různé formy organického života na Zemi. Země.
O podmínkách
Nejdůležitější krok k osvojení podstaty konceptu byl učiněn v minulém století. Tehdy významný astronom A. Eddington zformuloval předpoklad: ve slunečních hlubinách dochází k termojaderné fúzi, kteráumožňuje uvolnění obrovského množství energie do prostoru kolem hvězdy. Ve snaze odhadnout množství slunečního záření bylo vynaloženo úsilí na určení skutečných parametrů prostředí na hvězdě. Teplota jádra tak podle vědců dosahuje 15 milionů stupňů. To stačí ke zvládnutí vzájemného odpudivého vlivu protonů. Srážka jednotek vede ke vzniku jader helia.
Nové informace přitáhly pozornost mnoha významných vědců, včetně A. Einsteina. Ve snaze odhadnout množství slunečního záření vědci zjistili, že jádra helia mají nižší hmotnost než celková hodnota 4 protonů potřebných k vytvoření nové struktury. Tak byl odhalen rys reakcí, nazývaný "hromadná vada". Ale v přírodě nemůže nic zmizet beze stopy! Ve snaze najít „uniklé“veličiny porovnávali vědci využití energie a specifika změny hmoty. Tehdy bylo možné odhalit, že rozdíl vyzařují gama kvanta.
Vyzařované objekty prorážejí z jádra naší hvězdy na její povrch četnými vrstvami atmosférického plynu, což vede k fragmentaci prvků a vzniku elektromagnetického záření na jejich základě. Mezi další druhy slunečního záření patří světlo vnímané lidským okem. Přibližné odhady naznačují, že proces průchodu gama záření trvá asi 10 milionů let. Ještě osm minut – a vyzařovaná energie dosáhne povrchu naší planety.
Jaké?
Sluneční záření se nazývá celkový komplex elektromagnetického záření, který se vyznačuje poměrně širokým rozsahem. Patří sem tzv. sluneční vítr, tedy tok energie tvořený elektrony, částicemi světla. Na hraniční vrstvě atmosféry naší planety je neustále pozorována stejná intenzita slunečního záření. Energie hvězdy je diskrétní, její přenos se provádí prostřednictvím kvant, zatímco korpuskulární nuance je tak nepatrná, že lze paprsky považovat za elektromagnetické vlny. A jejich distribuce, jak fyzici zjistili, probíhá rovnoměrně a přímočaře. Pro popis slunečního záření je tedy nutné určit jeho charakteristickou vlnovou délku. Na základě tohoto parametru je obvyklé rozlišovat několik typů záření:
- warm;
- rádiová vlna;
- bílé světlo;
- ultrafialové;
- gamma;
- rentgen.
Poměr nejlépe infračerveného, viditelného a ultrafialového záření se odhaduje takto: 52 %, 43 %, 5 %.
Pro kvantitativní posouzení radiace je nutné vypočítat hustotu energetického toku, tedy množství energie, které dosáhne omezené oblasti povrchu v daném časovém období.
Jak ukázaly studie, sluneční záření je převážně pohlcováno planetární atmosférou. Díky tomu dochází k ohřevu na teplotu vhodnou pro organický život, charakteristickou pro Zemi. Stávající ozónový obal propouští pouze jednu setinu ultrafialového záření. Vlny jsou zcela zablokovány.krátká délka, nebezpečná pro živé bytosti. Atmosférické vrstvy jsou schopny rozptýlit téměř třetinu slunečních paprsků, dalších 20 % pohltí. V důsledku toho se na povrch planety nedostane více než polovina veškeré energie. Právě tomuto „zbytku“se ve vědě říkalo přímé sluneční záření.
A pokud podrobněji?
Existuje několik aspektů, které určují, jak intenzivní přímé záření bude. Nejvýznamnější jsou úhel dopadu, který závisí na zeměpisné šířce (geografická charakteristika terénu na zeměkouli), roční období, které určuje, jak velká je vzdálenost ke konkrétnímu bodu od zdroje záření. Hodně záleží na vlastnostech atmosféry – jak je znečištěná, kolik je v danou chvíli mraků. Nakonec hraje roli povaha povrchu, na který paprsek dopadá, konkrétně jeho schopnost odrážet příchozí vlny.
Celkové sluneční záření je hodnota, která kombinuje rozptýlené objemy a přímé záření. Parametr použitý k odhadu intenzity se odhaduje v kaloriích na jednotku plochy. Současně je třeba mít na paměti, že v různých denních dobách jsou hodnoty vlastní radiaci různé. Navíc energie nemůže být rovnoměrně distribuována po povrchu planety. Čím blíže k tyči, tím vyšší intenzita, přičemž sněhové pokrývky jsou vysoce reflexní, což znamená, že vzduch nemá možnost se ohřát. Proto čím dále od rovníku, tím menší bude celkové záření slunečních vln.
Jak byli vědci schopni identifikovat, energieSluneční záření má vážný dopad na planetární klima, podřizuje životně důležitou činnost různých organismů, které na Zemi existují. U nás, stejně jako na území jeho nejbližších sousedů, stejně jako v jiných zemích na severní polokouli, má v zimě převažující podíl rozptýlené záření, ale v létě dominuje přímé záření.
Infračervené vlny
Z celkového množství celkového slunečního záření patří působivé procento infračervenému spektru, které lidské oko nevnímá. Kvůli takovým vlnám se povrch planety zahřívá a postupně přenáší tepelnou energii na vzduchové hmoty. To pomáhá udržovat příjemné klima, udržovat podmínky pro existenci organického života. Pokud nedojde k žádným vážným poruchám, klima zůstane podmíněně nezměněno, což znamená, že všichni tvorové mohou žít ve svých obvyklých podmínkách.
Naše hvězda není jediným zdrojem infračervených vln. Podobné záření je charakteristické pro jakýkoli vyhřívaný předmět, včetně běžné baterie v lidském domě. Právě na principu vnímání infračerveného záření fungují četná zařízení, která umožňují vidět zahřátá tělesa ve tmě, jinak pro oči nepříjemné podmínky. Mimochodem na podobném principu fungují v poslední době tak populární kompaktní zařízení, která posuzují, přes které části budovy dochází k největším tepelným ztrátám. Tyto mechanismy jsou zvláště rozšířeny mezi staviteli a majiteli soukromých domů, protože pomáhají identifikovat, přes které sekcedochází ke ztrátám tepla, organizujte jejich ochranu a zabraňte zbytečné spotřebě energie.
Nepodceňujte vliv slunečního infračerveného záření na lidské tělo jen proto, že naše oči takové vlny nevnímají. Zejména záření se aktivně používá v medicíně, protože umožňuje zvýšit koncentraci leukocytů v oběhovém systému a také normalizovat průtok krve zvýšením lumen krevních cév. Přístroje založené na IR spektru se používají jako profylaktika proti kožním patologiím, terapeuticky při zánětlivých procesech v akutní i chronické formě. Nejmodernější léky pomáhají vyrovnat se s koloidními jizvami a trofickými ranami.
To je zajímavé
Na základě studia faktorů slunečního záření bylo možné vytvořit skutečně unikátní přístroje zvané termografy. Umožňují včas odhalit různá onemocnění, která nejsou dostupná pro detekci jinými způsoby. Takto můžete najít rakovinu nebo krevní sraženinu. IR do určité míry chrání před ultrafialovým zářením, které je nebezpečné pro organický život, což umožnilo využít vlny tohoto spektra k obnovení zdraví astronautů, kteří byli ve vesmíru dlouhou dobu.
Příroda kolem nás je dodnes tajemná, to platí i pro záření různých vlnových délek. Zejména infračervené světlo stále není plně prozkoumáno. Vědci vědí, že jeho nesprávné použití může poškodit zdraví. Proto je nepřijatelné používat zařízení, které generuje takové světlo, pro léčbu hnisavýchzanícené oblasti, krvácení a zhoubné novotvary. Infračervené spektrum je kontraindikováno pro osoby trpící poruchou funkce srdce, krevních cév, včetně těch, které se nacházejí v mozku.
Viditelné světlo
Jedním z prvků celkového slunečního záření je světlo viditelné lidským okem. Vlnové paprsky se šíří přímočaře, nedochází tedy k vzájemné superpozici. Svého času se to stalo tématem značného počtu vědeckých prací: vědci se rozhodli pochopit, proč je kolem nás tolik odstínů. Ukázalo se, že klíčové parametry světla hrají roli:
- refraction;
- reflection;
- absorpce.
Jak vědci zjistili, objekty samy o sobě nejsou schopny být zdrojem viditelného světla, ale mohou absorbovat záření a odrážet ho. Úhly odrazu, frekvence vln se mění. V průběhu staletí se schopnost člověka vidět postupně zlepšovala, ale určitá omezení jsou dána biologickou stavbou oka: sítnice je taková, že dokáže vnímat jen určité paprsky odražených světelných vln. Toto záření je malá mezera mezi ultrafialovými a infračervenými vlnami.
Mnoho zvláštních a tajemných rysů světla se nejen stalo námětem mnoha děl, ale bylo základem pro zrod nové fyzikální disciplíny. Současně se objevily nevědecké postupy, teorie, jejichž přívrženci věří, že barva může ovlivnit fyzický stav člověka, psychiku. Na základě takovéhodomněnky, lidé se obklopují předměty, které jsou pro jejich oči nejpříjemnější, díky čemuž je každodenní život pohodlnější.
Ultrafialové
Neméně důležitým aspektem celkového slunečního záření je ultrafialové studium, tvořené vlnami velkých, středních a malých délek. Liší se od sebe jak ve fyzikálních parametrech, tak ve zvláštnostech jejich vlivu na formy organického života. Dlouhé ultrafialové vlny jsou například rozptýleny hlavně ve vrstvách atmosféry a jen malé procento se dostane na zemský povrch. Čím kratší je vlnová délka, tím hlouběji může takové záření proniknout lidskou (nejen) kůží.
Na jedné straně je ultrafialové záření nebezpečné, ale bez něj je existence rozmanitého organického života nemožná. Takové záření je zodpovědné za tvorbu kalciferolu v těle a tento prvek je nezbytný pro stavbu kostní tkáně. UV spektrum je silnou prevencí křivice, osteochondrózy, která je zvláště důležitá v dětství. Navíc takové záření:
- reguluje metabolismus;
- aktivuje produkci esenciálních enzymů;
- zlepšuje regenerační procesy;
- stimuluje průtok krve;
- rozšiřuje krevní cévy;
- stimuluje imunitní systém;
- vede k tvorbě endorfinů, což znamená, že se snižuje nervové přebuzení.
Odvrácená strana mince
Výše bylo uvedeno, že celkové sluneční záření je množství záření dopadajícího na povrchplanet a rozptýlených v atmosféře. V souladu s tím je prvkem tohoto svazku ultrafialové záření všech délek. Je třeba mít na paměti, že tento faktor má pozitivní i negativní aspekty vlivu na organický život. Opalování, i když je často prospěšné, může být zdraví škodlivé. Příliš dlouhé vystavení přímému slunečnímu záření, zejména v podmínkách zvýšené aktivity svítidla, je škodlivé a nebezpečné. Dlouhodobé vystavení tělu, stejně jako příliš vysoká radiační aktivita, způsobují:
- popáleniny, zarudnutí;
- edém;
- hyperémie;
- heat;
- nausea;
- zvracet.
Dlouhotrvající ultrafialové záření vyvolává narušení chuti k jídlu, fungování centrálního nervového systému, imunitního systému. Taky mě začíná bolet hlava. Popsané příznaky jsou klasickými projevy úpalu. Člověk sám si nemůže vždy uvědomit, co se děje - stav se postupně zhoršuje. Pokud je patrné, že někdo v okolí onemocněl, je třeba poskytnout první pomoc. Schéma je následující:
- pomozte přejít z přímého světla do chladného stínu;
- položte pacienta na záda tak, aby nohy byly výše než hlava (to pomůže normalizovat průtok krve);
- ochlaďte krk, obličej vodou a přiložte studený obklad na čelo;
- rozepnout kravatu, pásek, svléknout těsné oblečení;
- půl hodiny po útoku dejte vypít studenou vodu (malé množství).
Pokud oběť ztratila vědomí, je důležité okamžitě vyhledat pomoc lékaře. Sanitka přesune osobu na bezpečné místo a podá mu injekci glukózy nebo vitaminu C. Lék je aplikován do žíly.
Jak se správně opalovat?
Abyste nezažili, jak nepříjemné může být nadměrné množství slunečního záření přijímaného při opalování, je důležité dodržovat pravidla bezpečného pobytu na slunci. Ultrafialové záření iniciuje produkci melaninu, hormonu, který pomáhá pokožce chránit se před negativními účinky vln. Pod vlivem této látky pokožka ztmavne a odstín se změní na bronz. Dodnes neutichají spory o tom, jak je to pro člověka užitečné a škodlivé.
Na jedné straně je spálení sluncem pokus těla chránit se před nadměrným vystavením záření. To zvyšuje pravděpodobnost vzniku maligních novotvarů. Na druhou stranu je opálení považováno za módní a krásné. Abyste minimalizovali rizika pro sebe, je rozumné před zahájením plážových procedur analyzovat, jak nebezpečné je množství slunečního záření při opalování, jak minimalizovat rizika pro sebe. Aby byl zážitek co nejpříjemnější, opalující by se měli:
- pi hodně vody;
- používejte produkty na ochranu pokožky;
- opalujte se večer nebo ráno;
- na přímém slunci nestrávit více než hodinu;
- nepijte alkohol;
- zařaďte do jídelníčku potraviny bohaté na selen, tokoferol, tyrosin. Nezapomeňte na beta-karoten.
Hodnota slunečního záření prolidské tělo je mimořádně velké, neztrácejte ze zřetele pozitivní i negativní stránky. Měli byste si být vědomi toho, že u různých lidí dochází k biochemickým reakcím s individuálními charakteristikami, takže pro někoho může být nebezpečné i půlhodinové opalování. Před plážovou sezónou je rozumné poradit se s lékařem, posoudit typ a stav pokožky. To pomůže předejít poškození zdraví.
Pokud je to možné, vyhněte se opalování ve stáří, v období porodu. Rakovinová onemocnění, duševní poruchy, kožní patologie a srdeční selhání nelze kombinovat s opalováním.
Celkové záření: kde je nedostatek?
Docela zajímavé je zvážit rozložení slunečního záření. Jak již bylo zmíněno výše, pouze asi polovina všech vln může dosáhnout povrchu planety. Kam mizí zbytek? Svou roli hrají různé vrstvy atmosféry a mikroskopické částice, ze kterých jsou tvořeny. Působivá část, jak bylo naznačeno, je pohlcena ozónovou vrstvou - to jsou všechno vlny, jejichž délka je menší než 0,36 mikronu. Navíc je ozón schopen absorbovat některé typy vln ze spektra viditelného lidským okem, to znamená z intervalu 0,44-1,18 mikronů.
UV je do určité míry absorbováno kyslíkovou vrstvou. To je charakteristické pro záření o vlnové délce 0,13-0,24 mikronů. Oxid uhličitý, vodní pára může absorbovat malé procento infračerveného spektra. Atmosférický aerosol absorbuje určitou část (IR spektrum) celkového množství slunečního záření.
Vlny z kategorie krátkých vln jsou v atmosféře rozptýleny díky přítomnosti mikroskopických nehomogenních částic, aerosolu, mraků zde. Nehomogenní prvky, částice, jejichž rozměry jsou menší než vlnová délka, vyvolávají molekulární rozptyl a pro větší je charakteristický jev popsaný indikatrix, tedy aerosol.
Na zemský povrch dopadá další množství slunečního záření. Kombinuje přímé záření, rozptýlené záření.
Celkové záření: důležité aspekty
Celková hodnota je množství slunečního záření přijatého územím a také absorbovaného v atmosféře. Pokud na obloze nejsou žádné mraky, závisí celkové množství záření na zeměpisné šířce oblasti, nadmořské výšce nebeského tělesa, typu zemského povrchu v této oblasti a na úrovni průhlednosti vzduchu. Čím více aerosolových částic je rozptýleno v atmosféře, tím nižší je přímé záření, ale podíl rozptýleného záření se zvyšuje. Normálně, při absenci oblačnosti v celkovém záření, je difúzní jedna čtvrtina.
Naše země patří k těm severním, takže většinu roku je v jižních oblastech radiace mnohem větší než v severních. Je to dáno polohou hvězdy na obloze. Krátké časové období květen-červenec je však jedinečné období, kdy i na severu je celkové záření docela působivé, protože slunce je vysoko na obloze a denní světlo je delší než v jiných měsících roku. Přitom v průměru v asijské polovině země při absenci oblačnosti celkemradiace je významnější než na západě. Maximální síla vlnového záření je pozorována v poledne a roční maximum nastává v červnu, kdy je slunce na obloze nejvýše.
Celkové sluneční záření je množství sluneční energie dopadající na naši planetu. Zároveň je třeba připomenout, že různé atmosférické faktory vedou k tomu, že roční příchod celkové radiace je menší, než by mohl být. Největší rozdíl mezi skutečně pozorovaným a maximálním možným je typický pro oblasti Dálného východu v létě. Monzuny způsobují extrémně hustou oblačnost, takže celková radiace je snížena asi na polovinu.
Zvědavý
Největší procento maximální možné expozice sluneční energii ve skutečnosti je pozorováno (počítáno na 12 měsíců) na jihu země. Indikátor dosahuje 80 %.
Zataženo ne vždy způsobí stejné množství rozptylu slunečního záření. Roli hraje tvar mraků, vlastnosti slunečního disku v konkrétním časovém okamžiku. Pokud je otevřená, pak oblačnost způsobuje pokles přímé radiace, zatímco difuzní záření prudce stoupá.
Jsou také dny, kdy přímé záření má přibližně stejnou sílu jako rozptýlené záření. Celková denní hodnota může být dokonce vyšší než radiační charakteristika zcela bezoblačného dne.
Z hlediska 12 měsíců je třeba věnovat zvláštní pozornost astronomickým jevům, které určují celkové číselné ukazatele. Oblačnost zároveň vede k tomu, že skutečné radiační maximum lze pozorovat nikoli v červnu, ale o měsíc dříve nebo později.
Záření ve vesmíru
Od hranice magnetosféry naší planety a dále do vesmíru se sluneční záření stává faktorem spojeným se smrtelným nebezpečím pro lidi. Již v roce 1964 vyšla významná populárně-vědecká práce o metodách obrany. Jeho autory byli sovětští vědci Kamanin, Bubnov. Je známo, že pro osobu by dávka záření za týden neměla být vyšší než 0,3 rentgenů, zatímco za rok by se měla pohybovat do 15 R. Pro krátkodobou expozici je limit pro osobu 600 R. Lety do vesmíru, zejména v podmínkách nepředvídatelné sluneční aktivity, může být doprovázeno významnou expozicí astronautů, která zavazuje přijmout dodatečná opatření k ochraně před vlnami různých délek.
Po misích Apollo, během kterých byly testovány ochranné metody a zkoumány faktory ovlivňující lidské zdraví, uplynulo více než deset let, ale dodnes vědci nemohou najít účinné a spolehlivé metody pro předpovídání geomagnetických bouří. Předpověď můžete udělat na hodiny, někdy i na několik dní, ale ani u týdenní předpovědi není šance na realizaci větší než 5 %. Sluneční vítr je ještě nepředvídatelnější. S pravděpodobností jedna ze tří mohou astronauti vyrážející na novou misi upadnout do silných toků záření. O to důležitější je otázka jak výzkumu a předpovědi radiačních jevů, tak vývoje metod ochrany protiho.
