Slunce pro nás na Zemi hraje důležitou roli. Poskytuje planetě a všemu na ní důležité faktory, jako je světlo a teplo. Ale co je sluneční záření, spektrum slunečního světla, jak to všechno ovlivňuje nás a globální klima jako celek?
Co je sluneční záření?
Špatné myšlenky se obvykle vybaví při pomyšlení na slovo „záření“. Ale sluneční záření je ve skutečnosti velmi dobrá věc – je to sluneční světlo! Každá živá bytost na Zemi na něm závisí. Je nezbytný pro přežití, ohřívá planetu, poskytuje potravu pro rostliny.
Sluneční záření je veškeré světlo a energie, která pochází ze slunce, a existuje mnoho jeho různých forem. V elektromagnetickém spektru se rozlišují různé druhy světelných vln vyzařovaných Sluncem. Jsou jako vlny, které vidíte v oceánu: pohybují se nahoru a dolů az jednoho místa na druhé. Spektrum slunečního studia může mít různou intenzitu. Rozlišovatultrafialové, viditelné a infračervené záření.
Světlo pohybuje energií
Spektrum slunečního záření obrazně připomíná klaviaturu piana. Jeden konec má nízké tóny, zatímco druhý konec má vysoké tóny. Totéž platí pro elektromagnetické spektrum. Jeden konec má nízké frekvence a druhý konec má vysoké frekvence. Nízkofrekvenční vlny jsou dlouhé po danou dobu. Jsou to věci jako radar, televize a rádiové vlny. Vysokofrekvenční záření jsou vysokoenergetické vlny s krátkou vlnovou délkou. To znamená, že samotná vlnová délka je pro daný časový úsek velmi krátká. Jedná se například o gama záření, rentgenové záření a ultrafialové záření.
Můžete si to představit takto: nízkofrekvenční vlny jsou jako stoupat do kopce s postupným stoupáním, zatímco vysokofrekvenční vlny jsou jako rychle stoupat do strmého, téměř vertikálního kopce. Výška každého kopce je stejná. Frekvence elektromagnetické vlny určuje, kolik energie nese. Elektromagnetické vlny, které jsou delší, a tedy nižší frekvence, nesou mnohem méně energie než vlny s kratšími vlnovými délkami a vyššími frekvencemi.
To je důvod, proč mohou být rentgenové a ultrafialové záření nebezpečné. Nesou tolik energie, že pokud se dostanou do vašeho těla, mohou poškodit buňky a způsobit problémy, jako je rakovina a změny DNA. Věci jako rádiové a infračervené vlny, které přenášejí mnohem méně energie, na to ve skutečnosti nemají žádný vlivnemáme žádný vliv. To je dobře, protože se rozhodně nechcete vystavit riziku pouhým zapnutím sterea.
Viditelné světlo, které my i ostatní zvířata vidíme očima, se nachází téměř uprostřed spektra. Žádné další vlny nevidíme, ale to neznamená, že tam nejsou. Ve skutečnosti hmyz vidí ultrafialové světlo, ale ne naše viditelné světlo. Květiny pro ně vypadají úplně jinak než pro nás, a to jim pomáhá vědět, které rostliny navštívit a od kterých se držet dál.
Zdroj veškeré energie
Sluneční světlo považujeme za samozřejmost, ale nemusí tomu tak být, protože ve skutečnosti veškerá energie na Zemi závisí na této velké jasné hvězdě ve středu naší sluneční soustavy. A když už jsme v ní, měli bychom také poděkovat naší atmosféře, protože pohltí část záření, než k nám dorazí. Je to důležitá rovnováha: příliš mnoho slunečního světla a Země se zahřívá, příliš málo a začíná mrznout.
Spektrum slunečního záření v blízkosti povrchu Země, které prochází atmosférou, dává energii v různých formách. Nejprve se podívejme na různé způsoby přenosu:
- Vodivost (vodivost) je přenos energie z přímého kontaktu. Když si popálíte ruku horkou pánví, protože jste si zapomněli nasadit chňapku, je to vedení. Nádobí předává teplo vaší ruce přímým kontaktem. Také, když se vaše nohy ráno dotknou studených dlaždic v koupelně, přenášejí teplo na podlahu přímým kontaktem -vodivost v akci.
- Ztráta je, když se energie přenáší proudy v tekutině. Může to být i plyn, ale postup je stejně stejný. Když se kapalina zahřeje, molekuly jsou vzrušené, rozptýlené a méně husté, takže mají tendenci stoupat. Když se ochladí, znovu spadnou a vytvoří dráhu buněčného proudu.
- Záření (záření) je, když je energie přenášena ve formě elektromagnetických vln. Přemýšlejte o tom, jak je dobré sedět u ohně a cítit vítané teplo, které z něj k vám vyzařuje – to je záření. Rádiové vlny, světlo a tepelné vlny se mohou šířit z jednoho místa na druhé bez pomoci jakýchkoli materiálů.
Základní spektra slunečního záření
Slunce má různé záření: od rentgenového záření po rádiové vlny. Sluneční energie je světlo a teplo. Jeho složení:
- 6-7% UV záření,
- asi 42 % viditelného světla,
- 51 % NIR.
Přijímáme sluneční energii o intenzitě 1 kilowatt na metr čtvereční na hladině moře po mnoho hodin denně. Asi polovina záření je ve viditelné krátkovlnné části elektromagnetického spektra. Druhá polovina je v blízké infračervené oblasti a trochu v ultrafialové.
UV záření
Je to ultrafialové záření ve slunečním spektru, které má intenzitu větší než ostatní: až 300-400 nm. Část tohoto záření, která není absorbována atmosférouzpůsobuje úžeh nebo úžeh u lidí, kteří byli na slunci po dlouhou dobu. UV záření ve slunečním záření má na zdraví pozitivní i negativní účinky. Je hlavním zdrojem vitamínu D.
Viditelné záření
Viditelné záření ve slunečním spektru má průměrnou intenzitu. Kvantitativní odhady toku a variací v jeho spektrální distribuci ve viditelném a blízkém infračerveném pásmu elektromagnetického spektra jsou velmi zajímavé pro studium dopadů Slunce a Země. Rozsah od 380 do 780 nm je viditelný pouhým okem.
Důvodem je, že většina energie slunečního záření je soustředěna v tomto rozmezí a určuje tepelnou rovnováhu zemské atmosféry. Sluneční světlo je klíčovým faktorem v procesu fotosyntézy, který využívají rostliny a další autotrofní organismy k přeměně světelné energie na chemickou energii, kterou lze využít jako palivo pro tělo.
Infračervené záření
Infračervené spektrum, které má rozsah od 700 nm do 1 000 000 nm (1 mm), obsahuje důležitou část elektromagnetického záření, které dopadá na Zemi. Infračervené záření ve slunečním spektru má tři druhy intenzity. Vědci rozdělují tento rozsah do 3 typů na základě vlnové délky:
- A: 700-1400 nm.
- B: 1400–3000 nm.
- C: 3000-1mm.
Závěr
Mnohozvířata (včetně člověka) mají citlivost v rozmezí asi 400-700 nm a použitelné spektrum barevného vidění u lidí je například asi 450-650 nm. Kromě efektů, ke kterým dochází při západu a východu slunce, se spektrální složení mění především v závislosti na tom, jak přímo sluneční světlo dopadá na zem.
Každé dva týdny dodává Slunce naší planetě dostatek energie na celý rok. V tomto ohledu je sluneční záření stále více považováno za alternativní zdroj energie.
