Solstråling eller ioniserende stråling fra solen. Samlet solstråling

Solen (astro. ☉) er den eneste stjerne i solsystemet. Andre objekter i dette system kredser om Solen: planeter og deres satellitter, dværgplaneter og deres satellitter, asteroider, meteoroider, kometer og kosmisk støv.

Solens indre struktur

Vores sol er en enorm lysende kugle af gas, inden for hvilken komplekse processer finder sted, og som følge heraf frigives energi kontinuerligt. Solens indre volumen kan opdeles i flere regioner; stoffet i dem adskiller sig i dets egenskaber, og energi fordeles gennem forskellige fysiske mekanismer. Lad os lære dem at kende, startende fra centrum.

I den centrale del af Solen er der en kilde til dens energi, eller i billedsprog den "komfur", der opvarmer den og ikke lader den køle af. Dette område kaldes kernen. Under vægten af de ydre lag komprimeres stoffet inde i Solen, og jo dybere, jo stærkere. Dens tæthed stiger mod midten sammen med stigende tryk og temperatur. I kernen, hvor temperaturen når 15 millioner kelvin, frigives energi.

Denne energi frigives som et resultat af sammensmeltningen af atomer af lette kemiske elementer til tungere atomer. I Solens dybder dannes ét heliumatom af fire brintatomer. Det er denne frygtelige energi, som folk har lært at frigive under en eksplosion. brintbombe. Der er håb om, at folk i den nærmeste fremtid vil være i stand til at lære at bruge det til fredelige formål (i 2005 rapporterede nyhedsfeeds starten på byggeriet af den første internationale fusionsreaktor i Frankrig).

Kernen har en radius på ikke mere end en fjerdedel af Solens samlede radius. Imidlertid er halvdelen af dens volumen koncentreret solmasse og næsten al den energi, der understøtter Solens glød, frigives. Men energien fra den varme kerne skal på en eller anden måde flygte udad, til Solens overflade. Eksisterer forskellige måder energioverførsel afhængig af de fysiske forhold i omgivelserne, nemlig: strålingsoverførsel, konvektion og varmeledningsevne. Termisk ledningsevne spiller ikke nogen stor rolle i energiprocesser i Solen og stjernerne, mens strålings- og konvektionsoverførsler er meget vigtige.

Umiddelbart omkring kernen begynder en zone med strålingsenergioverførsel, hvor den spredes gennem stoffets absorption og udsendelse af en del af lyset - quanta. Massefylde, temperatur og tryk falder, når du bevæger dig væk fra kernen, og energien flyder i samme retning. Samlet set er denne proces ekstremt langsom. Det tager mange tusinde år for kvanter at komme fra Solens centrum til fotosfæren: Når alt kommer til alt, når de genudsendes, ændrer kvanter hele tiden retning og bevæger sig bagud næsten lige så ofte som fremad.

Gamma quanta er født i midten af Solen. Deres energi er millioner af gange større end energien af synligt lys, og deres bølgelængde er meget kort. Undervejs gennemgår quanta fantastiske transformationer. Et individuelt kvante absorberes først af et atom, men genudsendes straks igen; Oftest vises i dette tilfælde ikke et tidligere kvante, men to eller flere. Ifølge loven om bevarelse af energi bevares deres samlede energi, og derfor falder energien af hver af dem. Sådan opstår mængder af lavere og lavere energier. Kraftige gammakvanter ser ud til at være opdelt i mindre energiske kvanter - først røntgen, derefter ultraviolet og

endelig synlige og infrarøde stråler. Til sidst største antal energi solen udsender i synligt lys, og det er ikke tilfældigt, at vores øjne er følsomme over for det.

Som vi allerede har sagt, tager det meget lang tid for et kvantum at trænge igennem det tætte solstof til ydersiden. Så hvis "ovnen" inde i Solen pludselig gik ud, ville vi først vide om det millioner af år senere. På sin vej gennem de indre sollag møder energistrømmen et område, hvor gassens opacitet øges kraftigt. Dette er Solens konvektionszone. Her overføres energi ikke ved stråling, men ved konvektion.

Hvad er konvektion?

Når væsken koger, røres den. Gas kan opføre sig på samme måde. Kæmpe strømme af varm gas stiger opad, hvor de afgiver deres varme miljø, og den afkølede solgas falder ned. Solens stof ser ud til at koge og omrøres. Konvektionszonen begynder ved cirka 0,7 radius fra midten og strækker sig næsten til Solens mest synlige overflade (fotosfære), hvor overførslen af hovedenergistrømmen igen bliver strålende. Men på grund af inerti trænger varme strømme fra dybere, konvektive lag stadig ind her. Mønstret af granulering på Solens overflade, velkendt af observatører, er en synlig manifestation af konvektion.

Solens konvektiv zone

Den radioaktive zone er omkring 2/3 af Solens indre diameter, og radius er omkring 140 tusinde km. Ved at bevæge sig væk fra centrum mister fotoner deres energi under påvirkning af kollision. Dette fænomen kaldes konvektionsfænomenet. Dette minder om den proces, der foregår i en kogende kedel: energi, der kommer fra varmeelement, meget mere end den mængde, der fjernes ved ledning. Varmt vand, der ligger tæt ved bålet, stiger, og den koldere går ned. Denne proces kaldes konvention. Betydningen af konvektion er, at tættere gas fordeles over overfladen, afkøles og igen går til midten. Blandingsprocessen i Solens konvektionszone udføres kontinuerligt. Når du ser gennem et teleskop på Solens overflade, kan du se dens granulerede struktur - granuleringer. Det føles som om det er lavet af granulat! Dette skyldes konvektion under fotosfæren.

Fotosfære af solen

Et tyndt lag (400 km) - Solens fotosfære, er placeret direkte bag konvektionszonen og repræsenterer den "rigtige soloverflade" synlig fra Jorden. Granulat i fotosfæren blev første gang fotograferet af franskmanden Janssen i 1885. Det gennemsnitlige granulat har en størrelse på 1000 km, bevæger sig med en hastighed på 1 km/sek og eksisterer i cirka 15 minutter. Mørke formationer i fotosfæren kan observeres i den ækvatoriale del, og så skifter de. Stærke magnetfelter er et karakteristisk træk ved sådanne pletter. EN mørk farve opnås på grund af den lavere temperatur i forhold til den omgivende fotosfære.

Solens kromosfære

Solens kromosfære (farvet kugle) – tæt lag (10.000 km) sol atmosfære, som ligger lige ud over fotosfæren. Kromosfæren er ret problematisk at observere på grund af dens tætte placering til fotosfæren. Det ses bedst, når Månen dækker fotosfæren, dvs. under solformørkelser.

Solfremspring er enorme emissioner af brint, der ligner lange lysende filamenter. Prominenserne stiger til enorme afstande, når Solens diameter (1,4 mm km), bevæger sig med en hastighed på omkring 300 km/sek., og temperaturen når 10.000 grader.

Sol corona

Solkoronaen er de ydre og udvidede lag af Solens atmosfære, der stammer fra kromosfæren. Længden af solkoronaen er meget lang og når værdier på flere soldiametre. Forskere har endnu ikke modtaget et klart svar på spørgsmålet om, hvor det præcist ender.

Sammensætningen af solkoronaen er et forældet, stærkt ioniseret plasma. Den indeholder tunge ioner, elektroner med en heliumkerne og protoner. Koronaens temperatur når fra 1 til 2 millioner grader K i forhold til Solens overflade.

Solvinden er en kontinuerlig udstrømning af stof (plasma) fra den ydre skal af solatmosfæren. Den består af protoner, atomkerner og elektroner. Solvindens hastighed kan variere fra 300 km/sek. til 1500 km/sek. i overensstemmelse med de processer, der sker på Solen. Solvinden spreder sig i hele solsystemet og interagerer med magnetfelt Jorden, kalder forskellige fænomener, hvoraf det ene er nordlyset.

Stråling fra Solen

Solen udsender sin energi i alle bølgelængder, men på forskellige måder. Cirka 44 % af strålingsenergien er i den synlige del af spektret, og maksimum svarer til den gul-grønne farve. Omkring 48 % af den energi, Solen taber, bliver båret væk af nære og fjerne infrarøde stråler. Gammastråler, røntgenstråler, ultraviolet og radiostråling tegner sig kun for omkring 8%.

Den synlige del af solstråling viser sig, når den studeres ved hjælp af spektrumanalyseinstrumenter, at være inhomogene - absorptionslinjer, der først blev beskrevet af J. Fraunhofer i 1814, observeres i spektret. Disse linjer opstår, når fotoner af bestemte bølgelængder absorberes af atomer af forskellige kemiske grundstoffer i de øvre, relativt kolde, lag af Solens atmosfære. Spektral analyse giver os mulighed for at få information om solens sammensætning, da et bestemt sæt spektrallinjer udelukkende karakteriserer nøjagtigt kemisk element. For eksempel, ved hjælp af observationer af Solens spektrum, blev opdagelsen af helium forudsagt, som blev isoleret senere på Jorden.

Typer af stråling

Under observationer fandt forskerne ud af, at Solen er en kraftig kilde til radioemission. Radiobølger trænger ind i det interplanetariske rum, som udsendes af kromosfæren (centimeterbølger) og koronaen (decimeter- og meterbølger). Radioemission fra Solen har to komponenter - konstant og variabel (udbrud, "støjstorme"). Under kraftige soludbrud stiger radioemissionen fra Solen tusindvis og endda millioner af gange sammenlignet med radioemissionen fra den stille Sol. Denne radioemission er ikke-termisk af natur.

Røntgenstråler kommer hovedsageligt fra øverste lag kromosfære og corona. Strålingen er især stærk i årene med maksimal solaktivitet.

Solen udsender ikke kun lys, varme og alle andre typer elektromagnetisk stråling. Det er også en kilde til en konstant strøm af partikler - blodlegemer. Neutrinoer, elektroner, protoner, alfapartikler og tungere atomkerner udgør tilsammen den kropslige stråling fra Solen. En væsentlig del af denne stråling er en mere eller mindre kontinuerlig udstrømning af plasma - solvinden, som er en fortsættelse af de ydre lag af solatmosfæren - solkoronaen. På baggrund af denne konstant blæsende plasmavind er individuelle områder på Solen kilder til mere rettede, forstærkede, såkaldte corpuskulære strømme. Mest sandsynligt er de forbundet med specielle områder af solkoronaen - koronale huller, og muligvis også med langlivede aktive områder på Solen. Endelig med soludbrud De mest kraftfulde kortsigtede strømme af partikler, hovedsageligt elektroner og protoner, er forbundet. Som et resultat af de kraftigste flares kan partikler opnå hastigheder, der er en mærkbar brøkdel af lysets hastighed. Partikler med så høje energier kaldes solens kosmiske stråler.

Solar corpuskulær stråling har en stærk indflydelse på Jorden, og primært på de øverste lag af dens atmosfære og magnetfelt, hvilket forårsager mange geofysiske fænomener. Jordens magnetosfære og atmosfære beskytter os mod de skadelige virkninger af solstråling.

Solens strålingsintensitet

Med ekstremt høje temperaturer er Solen en meget stærk strålingskilde. Det synlige område af solstråling har den højeste strålingsintensitet. Samtidig når den også Jorden et stort antal af usynligt spektrum. Processer finder sted inde i Solen, hvor heliumatomer syntetiseres fra brintatomer. Disse processer kaldes nukleare fusionsprocesser, de er ledsaget af frigivelse af enorme mængder energi. Denne energi får Solen til at varme op til en temperatur på 15 millioner grader Celsius (i dens indre del).

På Solens overflade (fotosfæren) når temperaturen 5500 °C. På denne overflade udsender Solen energi på 63 MW/m². Kun en lille del af denne stråling når jordens overflade, hvilket gør det muligt for menneskeheden at eksistere komfortabelt på vores planet. Den gennemsnitlige strålingsintensitet på jordens atmosfære er cirka 1367 W/m². Denne værdi kan svinge i intervallet 5% på grund af det faktum, at Jorden bevæger sig langs en elliptisk bane, bevæger sig væk fra Solen i forskellige afstande i løbet af året. Værdien på 1367 W/m² kaldes solkonstanten.

Solenergi på jordens overflade

Jordens atmosfære tillader ikke al solenergi at passere igennem. Jordens overflade når ikke mere end 1000 W/m2. Noget af energien absorberes, noget reflekteres i atmosfærens lag og i skyerne. En stor mængde stråling er spredt i lagene af atmosfæren, hvilket resulterer i dannelsen af spredt stråling (diffus). På Jordens overflade reflekteres også en del af strålingen og bliver til spredt stråling. Summen af spredt og direkte stråling kaldes total solstråling. Spredt stråling kan variere fra 20 til 60%.

Mængden af energi, der når jordens overflade påvirkes også af geografisk breddegrad og tid på året. Vores planets akse, der passerer gennem polerne, hælder 23,5° i forhold til dens kredsløb omkring Solen. Mellem marts

indtil september sollys flere hits nordlige halvkugle, resten af tiden – Yuzhnoe. Derfor er længden af dagen om sommeren og vintertid forskellige. Områdets breddegrad påvirker varigheden dagslyse timer. Jo længere mod nord, jo længere sommertid og omvendt.

Solens udvikling

Det antages, at Solen blev født i en komprimeret gas- og støvtåge. Der er mindst to teorier om, hvad der udløste den første sammentrækning af tågen. Ifølge en af dem antages det, at en af vores galakses spiralarme passerede gennem vores område i rummet for cirka 5 milliarder år siden. Dette kan forårsage let kompression og føre til dannelse af tyngdepunkter i gas-støvskyen. Faktisk ser vi nu et ret stort antal unge stjerner og glødende gasskyer langs spiralarmene. En anden teori antyder, at et sted i nærheden (på universets skala, selvfølgelig) eksploderede en gammel massiv supernova. Opstår chokbølge kunne være stærk nok til at igangsætte stjernedannelse i "vores" gas-støvtåge. Denne teori understøttes af det faktum, at forskere, der studerer meteoritter, har opdaget en hel del grundstoffer, der kunne være blevet dannet under en supernovaeksplosion.

Ydermere, når en sådan kolossal masse (2 * 1030 kg) blev komprimeret under påvirkning af gravitationskræfter, opvarmede den sig kraftigt med indre tryk til temperaturer, ved hvilke termonukleære reaktioner kunne begynde i dens centrum. I den centrale del er temperaturen på Solen 15.000.000K, og trykket når hundreder af milliarder af atmosfærer. Sådan blev en nyfødt stjerne tændt (ikke at forveksle med nye stjerner).

Solen bestod i begyndelsen af sit liv hovedsageligt af brint. Det er brint, der bliver til helium under termonukleare reaktioner, og frigiver energi udsendt af Solen. Solen tilhører en type stjerne kaldet gul dværg. Det er en hovedsekvensstjerne og tilhører spektralklassen G2. Massen af en ensom stjerne bestemmer ganske klart dens skæbne. I løbet af dens levetid (~5 milliarder år), i midten af vores stjerne, hvor temperaturen er ret høj, blev omkring halvdelen af al brint der brændt. Omtrent den samme tid, 5 milliarder år, har Solen tilbage til at leve i den form, som vi er vant til.

Efter at brinten i midten af stjernen løber tør, vil Solen øges i størrelse og blive en rød kæmpe. Dette vil have en dramatisk indvirkning på Jorden: Temperaturerne vil stige, havene vil koge, livet bliver umuligt. Derefter, efter at have opbrugt "brændstoffet" fuldstændigt og ikke længere har styrken til at holde de ydre lag af den røde kæmpe, vil vores stjerne ende sit liv som en hvid dværg, og glæde fremtidens ukendte udenjordiske astronomer med en ny planetarisk tåge, hvis form kan vise sig at være meget bizar på grund af planeternes indflydelse.

Solens død efter tid

På kun 1,1 milliard år vil stjernen øge sin lysstyrke med 10 %, hvilket vil føre til kraftig opvarmning af Jorden.
Om 3,5 milliarder år vil lysstyrken stige med 40%. Havene vil begynde at fordampe, og alt liv på Jorden vil ende.
Efter 5,4 milliarder år vil stjernens kerne løbe tør for brændstof - brint. Solen vil begynde at stige i størrelse på grund af sjældenhed af den ydre skal og opvarmning af kernen.
Om 7,7 milliarder år vil vores stjerne blive til en rød kæmpe, pga stige med 200 gange på grund af dette vil planeten Merkur blive absorberet.
I slutningen, efter 7,9 milliarder år, vil de ydre lag af stjernen blive så tynde, at de vil gå i opløsning til en tåge og i midten tidligere Sol der vil være en lille genstand - en hvid dværg. Sådan ender vores eksistens solsystem. Alle bygningselementer, der er tilbage efter sammenbruddet, vil ikke gå tabt, de vil blive grundlaget for fødslen af nye stjerner og planeter.

De mest almindelige stjerner i universet er røde dværge. Det skyldes i høj grad deres lave masse, som giver dem mulighed for at leve i meget lang tid, før de bliver hvide dværge.
Næsten alle stjerner i universet har det samme kemisk sammensætning og kernefusionsreaktionen forekommer i hver stjerne og er næsten identisk, kun bestemt af tilførslen af brændstof.
Som vi ved, er neutronstjerner ligesom en hvid dværg en af de sidste processer i stjerneudviklingen, der i vid udstrækning opstår efter en supernovaeksplosion. Tidligere var det ofte svært at skelne en hvid dværg fra en neutronstjerne, men nu har forskere, der bruger teleskoper, fundet forskelle på dem. Neutronstjerne samler mere lys omkring sig, og det er nemt at se med infrarøde teleskoper. Ottendeplads blandt interessante fakta om stjernerne.
På grund af dets utrolige masse, ifølge Einsteins generelle relativitetsteori, er et sort hul faktisk en bøjning i rummet, sådan at alt indeni det gravitationsfelt skubber til ham. Tyngdefeltet i et sort hul er så stærkt, at ikke engang lys kan undslippe det.
Så vidt vi ved, når en stjerne løber tør for brændstof, kan stjernen vokse i størrelse mere end 1000 gange, derefter bliver den til en hvid dværg, og på grund af reaktionens hastighed eksploderer den. Denne reaktion er bedre kendt som en supernova. Forskere foreslår, at der på grund af denne lange proces dannes sådanne mystiske sorte huller.
Mange af de stjerner, vi ser på nattehimlen, kan fremstå som et enkelt glimt af lys. Dette er dog ikke altid tilfældet. De fleste af de stjerner, vi ser på himlen, er faktisk to stjernesystemer, eller binære stjernesystemer. De er simpelthen ufatteligt langt væk, og det ser ud til, at vi kun ser én lysprik.
De stjerner, der har den korteste levetid, er de mest massive. De repræsenterer en høj masse kemiske stoffer og forbrænder typisk deres brændstof meget hurtigere.
På trods af at det nogle gange forekommer os, at solen og stjernerne blinker, er det faktisk ikke tilfældet. Den flimrende effekt er kun lyset fra stjernen, som på dette tidspunkt passerer gennem jordens atmosfære, men endnu ikke har nået vores øjne. Tredjeplads blandt de mest interessante fakta om stjerner.
Afstandene, der er involveret i at vurdere, hvor langt væk en stjerne er, er ufatteligt enorme. Lad os overveje et eksempel: Den nærmeste stjerne på jorden er cirka 4,2 lysår væk, og det vil tage omkring 70.000 år at komme til den, selv på vores hurtigste skib.
Det koldeste kendt stjerne, dette er en brun dværg "CFBDSIR 1458+10B" med en temperatur på kun omkring 100 °C. Den hotteste kendte stjerne, det er en blå superkæmpe placeret i Mælkevejen kaldet "Zeta Puppis" dens temperatur er mere end 42.000 °C.

Varmekilder. I atmosfærens liv er den afgørende faktor termisk energi. Hovedkilden til denne energi er Solen. Hvad angår Månens, planeternes og stjernernes termiske stråling, er den så ubetydelig for Jorden, at den praktisk talt ikke kan tages i betragtning. Betydeligt mere termisk energi leveres af jordens indre varme. Ifølge geofysikere øger den konstante varmestrøm fra jordens dybder temperaturen jordens overflade ved 0°,1. Men sådan en varmetilstrømning er stadig så lille, at der heller ikke er behov for at tage højde for den. Således kan den eneste kilde til termisk energi på Jordens overflade kun betragtes som Solen.

Solstråling. Solen, som har en fotosfære (udstrålende overflade) temperatur på omkring 6000°, udstråler energi ud i rummet i alle retninger. En del af denne energi i form af en enorm stråle af parallelle solstråler rammer Jorden. Solenergi, der når Jordens overflade i form af direkte stråler fra Solen kaldes lige solstråling. Men ikke al solstråling rettet mod Jorden når jordens overflade, da solstråler passerer gennem et tykt lag af atmosfæren, absorberes de delvist af den, delvist spredt af molekyler og suspenderede luftpartikler, og nogle reflekteres af skyer. Den del af solenergien, der spredes i atmosfæren, kaldes spredt stråling. Spredt solstråling rejser gennem atmosfæren og når jordens overflade. Vi opfatter denne type stråling som ensartet dagslys, når Solen er helt dækket af skyer eller lige er forsvundet under horisonten.

Direkte og diffus solstråling, der har nået jordens overflade, absorberes ikke fuldstændigt af den. En del af solstrålingen reflekteres fra jordoverfladen tilbage i atmosfæren og findes der i form af en strøm af stråler, den såkaldte reflekteret solstråling.

Sammensætningen af solstråling er meget kompleks, hvilket er forbundet med meget høj temperatur Solens udstrålende overflade. Konventionelt er solstrålingsspektret ifølge bølgelængde opdelt i tre dele: ultraviolet (η<0,4<μ видимую глазом (η fra 0,4μ til 0,76μ) og den infrarøde del (η >0,76μ). Udover temperaturen i solfotosfæren er sammensætningen af solstråling på jordens overflade også påvirket af absorption og spredning af en del af solens stråler, når de passerer gennem jordens luftskal. I denne henseende vil sammensætningen af solstråling ved atmosfærens øvre grænse og ved Jordens overflade være anderledes. Baseret på teoretiske beregninger og observationer er det fastslået, at ved grænsen af atmosfæren udgør ultraviolet stråling 5%, synlige stråler - 52% og infrarød - 43%. På jordens overflade (i en solhøjde på 40°) udgør ultraviolette stråler kun 1 %, synlige stråler udgør 40 %, og infrarøde stråler udgør 59 %.

Solens strålingsintensitet. Intensiteten af direkte solstråling forstås som mængden af varme i kalorier modtaget pr. minut. fra strålingsenergien fra Solens overflade i 1 cm 2, placeret vinkelret på solens stråler.

For at måle intensiteten af direkte solstråling bruges specielle instrumenter - aktinometre og pyrheliometre; Mængden af spredt stråling bestemmes af et pyranometer. Automatisk registrering af varigheden af solstråling udføres af aktinografer og heliografer. Den spektrale intensitet af solstråling bestemmes af en spektrobolog.

Ved grænsen af atmosfæren, hvor de absorberende og spredningseffekter af jordens luftskal er udelukket, er intensiteten af direkte solstråling ca. afføring inden 1 cm 2 overflader på 1 min. Denne mængde kaldes solkonstant. Solens strålingsintensitet i 2 afføring inden 1 cm 2 på 1 min. giver så stor en varmemængde i løbet af året, at det ville være nok til at smelte et islag 35 m tykt, hvis et sådant lag dækkede hele jordens overflade.

Talrige målinger af intensiteten af solstråling giver grund til at tro, at mængden af solenergi, der ankommer til den øvre grænse af Jordens atmosfære, oplever udsving på flere procent. Oscillationer er periodiske og ikke-periodiske, tilsyneladende forbundet med processer, der forekommer på selve Solen.

Derudover sker der en vis ændring i intensiteten af solstråling i løbet af året på grund af det faktum, at Jorden i sin årlige rotation ikke bevæger sig i en cirkel, men i en ellipse, ved en af de brændpunkter, som Solen er placeret i. . I denne henseende ændres afstanden fra Jorden til Solen, og følgelig svinger intensiteten af solstråling. Den største intensitet observeres omkring den 3. januar, hvor Jorden er tættest på Solen, og den laveste omkring den 5. juli, hvor Jorden er i sin maksimale afstand fra Solen.

Af denne grund er udsving i intensiteten af solstråling meget små og kan kun være af teoretisk interesse. (Mængden af energi ved maksimal afstand er relateret til mængden af energi ved minimumsafstand som 100:107, dvs. forskellen er fuldstændig ubetydelig.)

Forhold for bestråling af klodens overflade. Alene Jordens kugleform fører til, at Solens strålingsenergi er meget ujævnt fordelt på Jordens overflade. Så på dagene for forårs- og efterårsjævndøgn (21. marts og 23. september) vil strålernes indfaldsvinkel først ved ækvator ved middagstid være 90° (fig. 30), og når den nærmer sig polerne, vil den være fald fra 90 til 0°. Dermed,

hvis mængden af modtaget stråling ved ækvator tages som 1, så vil den ved 60. breddegrad blive udtrykt som 0,5, og ved polen vil den være lig med 0.

Kloden har desuden en daglig og årlig bevægelse, og jordens akse hælder 66°,5 til kredsløbsplanet. På grund af denne hældning dannes en vinkel på 23°30 mellem ækvatorialplanet og kredsløbsplanet. Denne omstændighed fører til, at indfaldsvinklerne for solens stråler for de samme breddegrader vil variere inden for 47° (23,5 + 23,5). ).

Afhængigt af årstiden ændres ikke kun strålernes indfaldsvinkel, men også belysningens varighed. Hvis længden af dagen og natten i tropiske lande er omtrent den samme på alle tider af året, så er det i polarlandene tværtimod meget anderledes. Så for eksempel ved 70° N. w. om sommeren går solen ikke ned i 65 dage ved 80° N. sh. - 134, og ved polen -186. På grund af dette er strålingen på Nordpolen på dagen for sommersolhverv (22. juni) 36 % større end ved ækvator. Hvad angår hele sommerhalvåret, er den samlede mængde varme og lys modtaget af polen kun 17 % mindre end ved ækvator. Om sommeren i polarlandene kompenserer varigheden af belysningen således i høj grad for den manglende stråling, der er en konsekvens af strålernes lille indfaldsvinkel. I vinterhalvåret er billedet et helt andet: Mængden af stråling ved den samme nordpol vil være lig med 0. Som følge heraf er den gennemsnitlige strålingsmængde ved polen over året 2,4 mindre end ved den ækvator. Af alt det, der er blevet sagt, følger det, at mængden af solenergi, som Jorden modtager gennem stråling, er bestemt af strålernes indfaldsvinkel og varigheden af bestrålingen.

I mangel af en atmosfære på forskellige breddegrader ville jordens overflade modtage følgende mængde varme pr. dag, udtrykt i kalorier pr. cm 2(se tabel på side 92).

Fordelingen af stråling over jordens overflade angivet i tabellen kaldes normalt solklima. Vi gentager, at vi kun har en sådan fordeling af stråling ved atmosfærens øvre grænse.

Svækkelse af solstråling i atmosfæren. Indtil nu har vi talt om betingelserne for fordeling af solvarme over jordens overflade uden at tage hensyn til atmosfæren. I mellemtiden er atmosfæren i dette tilfælde af stor betydning. Solstråling, der passerer gennem atmosfæren, oplever spredning og desuden absorption. Begge disse processer tilsammen dæmper solstrålingen i betydeligt omfang.

Solens stråler, der passerer gennem atmosfæren, oplever først og fremmest spredning (diffusion). Spredning skabes ved, at lysstråler, der brydes og reflekteres fra luftmolekyler og partikler af faste og flydende stoffer i luften, afviger fra den lige vej Til virkelig "sprede".

Spredning dæmper solstråling kraftigt. Med en stigning i mængden af vanddamp og især støvpartikler øges spredningen og strålingen svækkes. I store byer og ørkenområder, hvor luftens støvindhold er størst, svækker spredning styrken af strålingen med 30-45%. Takket være spredning opnås dagslys, der oplyser genstande, selvom solens stråler ikke direkte falder på dem. Spredning bestemmer også farven på himlen.

Lad os nu dvæle ved atmosfærens evne til at absorbere strålingsenergi fra Solen. De vigtigste gasser, der udgør atmosfæren, absorberer relativt lidt strålingsenergi. Urenheder (vanddamp, ozon, kuldioxid og støv) har tværtimod en høj absorptionsevne.

I troposfæren er den væsentligste urenhed vanddamp. De absorberer især kraftigt infrarødt (langbølgelængde), dvs. overvejende termiske stråler. Og jo mere vanddamp i atmosfæren, jo naturligt mere og. absorption. Mængden af vanddamp i atmosfæren er udsat for store ændringer. Under naturlige forhold varierer det fra 0,01 til 4% (i volumen).

Ozon har en meget høj absorptionsevne. En betydelig blanding af ozon, som allerede nævnt, er placeret i de nederste lag af stratosfæren (over tropopausen). Ozon absorberer ultraviolette (kortbølgede) stråler næsten fuldstændigt.

Kuldioxid har også en høj absorptionsevne. Det absorberer hovedsageligt langbølgede, dvs. overvejende termiske stråler.

Støv i luften absorberer også en del solstråling. Når det opvarmes af solens stråler, kan det øge lufttemperaturen markant.

Af den samlede mængde solenergi, der kommer til Jorden, absorberer atmosfæren kun omkring 15%.

Dæmpningen af solstråling ved spredning og absorption af atmosfæren er meget forskellig for forskellige breddegrader af Jorden. Denne forskel afhænger primært af strålernes indfaldsvinkel. Ved solens zenitposition krydser strålerne, der falder lodret, atmosfæren langs den korteste vej. Efterhånden som indfaldsvinklen falder, forlænges strålernes vej, og dæmpningen af solstråling bliver mere markant. Sidstnævnte er tydeligt synligt fra tegningen (fig. 31) og den vedhæftede tabel (i tabellen er banen for en solstråle i zenitpositionen af Solen taget som én).

Afhængigt af strålernes indfaldsvinkel ændres ikke kun antallet af stråler, men også deres kvalitet. I den periode, hvor solen er i zenit (over hovedet), tegner ultraviolette stråler sig for 4 %,

synlig - 44% og infrarød - 52%. Når Solen er placeret nær horisonten, er der ingen ultraviolette stråler overhovedet, synlige 28% og infrarøde 72%.

Kompleksiteten af atmosfærens indflydelse på solstråling forværres yderligere af, at dens transmissionskapacitet varierer meget afhængigt af årstiden og vejrforholdene. Så hvis himlen forblev skyfri hele tiden, så kunne det årlige forløb af indstrømningen af solstråling på forskellige breddegrader udtrykkes grafisk som følger (fig. 32 viser tydeligt, at med en skyfri himmel i Moskva i maj). juni og juli ville varmen blive modtaget mere fra solstråling end ved ækvator. Tilsvarende ville der i anden halvdel af maj, juni og første halvdel af juli blive modtaget mere varme på Nordpolen end ved ækvator og i Moskva. Vi gentager, at dette ville være tilfældet med en skyfri himmel. Men i virkeligheden virker dette ikke, fordi uklarhed svækker solstrålingen markant. Lad os give et eksempel vist på grafen (fig. 33). Grafen viser, hvor meget solstråling der ikke når jordens overflade: En betydelig del af den er forsinket af atmosfæren og skyerne.

Det skal dog siges, at den varme, skyerne absorberer, dels går til at opvarme atmosfæren, dels når den indirekte til jordens overflade.

Daglige og årlige variationer i solintensitetenlys stråling. Intensiteten af direkte solstråling på Jordens overflade afhænger af Solens højde over horisonten og af atmosfærens tilstand (dens støvdannelse). Hvis. Hvis atmosfærens gennemsigtighed var konstant i løbet af dagen, ville den maksimale intensitet af solstråling blive observeret ved middagstid og minimum ved solopgang og solnedgang. I dette tilfælde vil grafen over den daglige intensitet af solstråling være symmetrisk i forhold til en halv dag.

Indholdet af støv, vanddamp og andre urenheder i atmosfæren ændrer sig konstant. I denne henseende ændres luftens gennemsigtighed og symmetrien af solstrålingsintensitetsgrafen forstyrres. Ofte, især om sommeren, ved middagstid, hvor jordens overflade opvarmes intenst, opstår der kraftige opadgående luftstrømme, og mængden af vanddamp og støv i atmosfæren stiger. Dette resulterer i en betydelig reduktion af solstråling ved middagstid; Den maksimale intensitet af stråling i dette tilfælde observeres i timerne før middag eller eftermiddag. Den årlige variation i intensiteten af solstråling er også forbundet med ændringer i Solens højde over horisonten i løbet af året og med atmosfærens gennemsigtighedstilstand i forskellige årstider. I landene på den nordlige halvkugle forekommer Solens højeste højde over horisonten i juni måned. Men samtidig observeres atmosfærens største støvethed. Derfor opstår den maksimale intensitet normalt ikke midt om sommeren, men i forårsmånederne, hvor Solen står ret højt* op over horisonten, og atmosfæren efter vinteren forbliver forholdsvis klar. For at illustrere den årlige variation af solstrålingsintensiteten på den nordlige halvkugle præsenterer vi data om månedlige gennemsnitlige middagsstrålingsintensitetsværdier i Pavlovsk.

Mængden af varme fra solstråling. I løbet af dagen modtager Jordens overflade kontinuerligt varme fra direkte og diffus solstråling eller kun fra diffus stråling (i overskyet vejr). Den daglige varmemængde bestemmes ud fra aktinometriske observationer: ved at tage højde for mængden af direkte og diffus stråling modtaget på jordens overflade. Efter at have bestemt mængden af varme for hver dag, beregnes mængden af varme modtaget af jordens overflade om måneden eller om året.

Den daglige mængde varme, som jordoverfladen modtager fra solstråling, afhænger af strålingens intensitet og varigheden af dens virkning i løbet af dagen. I denne henseende forekommer den minimale varmetilstrømning om vinteren og den maksimale om sommeren. I den geografiske fordeling af den samlede stråling rundt om på kloden observeres dens stigning med faldende breddegrad. Denne position bekræftes af følgende tabel.

Den direkte og diffuse strålings rolle i den årlige mængde varme, der modtages af jordens overflade på forskellige breddegrader af kloden, er forskellig. På høje breddegrader er den årlige varmemængde domineret af spredt stråling. Med faldende breddegrad bliver direkte solstråling dominerende. For eksempel i Tikhaya Bay giver diffus solstråling 70% af den årlige mængde varme, og direkte stråling kun 30%. I Tasjkent giver direkte solstråling tværtimod 70%, spredt kun 30%.

Jordens reflektivitet. Albedo. Som allerede nævnt absorberer Jordens overflade kun en del af den solenergi, der når den i form af direkte og diffus stråling. Den anden del afspejles i atmosfæren. Forholdet mellem mængden af solstråling, der reflekteres af en given overflade, og mængden af strålingsenergiflux, der falder ind på denne overflade, kaldes albedo. Albedo udtrykkes som en procentdel og karakteriserer reflektiviteten af et givet overfladeareal.

Albedo afhænger af overfladens beskaffenhed (jordegenskaber, tilstedeværelse af sne, vegetation, vand osv.) og af indfaldsvinklen af Solens stråler på Jordens overflade. Så hvis strålerne for eksempel falder på jordens overflade i en vinkel på 45°, så:

Fra ovenstående eksempler er det klart, at reflektiviteten af forskellige objekter ikke er den samme. Det er størst i nærheden af sne og mindst i nærheden af vand. De eksempler, vi har taget, vedrører dog kun de tilfælde, hvor Solens højde over horisonten er 45°. Når denne vinkel falder, øges reflektiviteten. Så for eksempel i en solhøjde på 90° reflekterer vand kun 2%, ved 50° - 4%, ved 20° - 12%, ved 5° - 35-70% (afhængigt af vandoverfladens tilstand ).

I gennemsnit, med en skyfri himmel, reflekterer klodens overflade 8% af solstrålingen. Derudover afspejles 9 % af atmosfæren. Således reflekterer kloden som helhed, med en skyfri himmel, 17% af den strålingsenergi fra Solen, der falder på den. Hvis himlen er dækket af skyer, så reflekteres 78% af strålingen fra dem. Hvis vi tager naturlige forhold, baseret på forholdet mellem en skyfri himmel og en himmel dækket med skyer, som observeres i virkeligheden, så er jordens reflektionsevne som helhed lig med 43%.

Terrestrisk og atmosfærisk stråling. Jorden, der modtager solenergi, opvarmes og bliver selv en kilde til varmestråling ud i rummet. Imidlertid er de stråler, der udsendes af jordens overflade, meget forskellige fra solens stråler. Jorden udsender kun langbølgede (λ 8-14 μ) usynlige infrarøde (termiske) stråler. Den energi, der udsendes af jordens overflade, kaldes terrestrisk stråling. Stråling fra Jorden forekommer... dag og nat. Jo højere temperaturen på det emitterende legeme er, jo større er strålingsintensiteten. Terrestrisk stråling bestemmes i de samme enheder som solstråling, det vil sige i kalorier fra 1 cm 2 overflader på 1 min. Observationer har vist, at mængden af terrestrisk stråling er lille. Normalt når den 15-18 hundrededele af en kalorie. Men ved at virke kontinuerligt kan det give en betydelig termisk effekt.

Den stærkeste terrestriske stråling opnås med en skyfri himmel og god gennemsigtighed af atmosfæren. Skydække (især lave skyer) reducerer terrestrisk stråling betydeligt og bringer den ofte til nul. Her kan vi sige, at atmosfæren sammen med skyerne er et godt "tæppe", der beskytter Jorden mod overdreven afkøling. Dele af atmosfæren, ligesom områder af jordens overflade, udsender energi i henhold til deres temperatur. Denne energi kaldes atmosfærisk stråling. Intensiteten af atmosfærisk stråling afhænger af temperaturen i den udstrålende del af atmosfæren, samt af mængden af vanddamp og kuldioxid i luften. Atmosfærisk stråling hører til langbølgegruppen. Det breder sig i atmosfæren i alle retninger; en vis mængde af det når jordens overflade og absorberes af den, den anden del går ind i det interplanetariske rum.

OM ankomsten og forbruget af solenergi på Jorden. Jordens overflade modtager på den ene side solenergi i form af direkte og diffus stråling, og på den anden side mister en del af denne energi i form af terrestrisk stråling. Som et resultat af ankomsten og forbruget af solenergi opnås nogle resultater. I nogle tilfælde kan dette resultat være positivt, i andre negativt.

8. januar. Dagen er skyfri. Den 1 cm 2 jordens overflade modtaget på 20 dage afføring direkte solstråling og 12 afføring spredt stråling; i alt giver det 32 cal. På samme tid, på grund af stråling 1 cm? jordens overflade tabte 202 cal. Som følge heraf har balancen i regnskabssprog et tab på 170 afføring(negativ balance).

6. juli. Himlen er næsten skyfri. 630 modtaget fra direkte solstråling afføring, fra spredt stråling 46 cal. I alt fik jordens overflade derfor 1 cm 2 676 cal. 173 tabt gennem terrestrisk stråling cal. Balancen viser et overskud på 503 afføring(balancen er positiv).

Af de anførte eksempler er det blandt andet helt klart, hvorfor tempererede breddegrader er kolde om vinteren og varme om sommeren.

Anvendelse af solstråling til tekniske og huslige formål. Solstråling er en uudtømmelig naturlig energikilde. Mængden af solenergi på Jorden kan bedømmes ved dette eksempel: hvis vi for eksempel bruger varmen fra solstråling, der falder på kun 1/10 af USSR's areal, så kan vi opnå energi svarende til arbejdet af 30 tusind Dnepr vandkraftværker.

Folk har længe søgt at bruge den frie energi fra solstråling til deres behov. Til dato er der blevet skabt mange forskellige solenergianlæg, der opererer ved hjælp af solstråling og er meget udbredt i industrien og for at imødekomme befolkningens hjemlige behov. I de sydlige regioner af USSR opererer solvandvarmere, kedler, saltvandsafsaltningsanlæg, soltørretumblere (til tørring af frugter), køkkener, bade, drivhuse og apparater til medicinske formål på grundlag af den udbredte anvendelse af solstråling i industri og offentlige forsyningsvirksomheder. Solstråling er meget udbredt i resorts til at behandle og forbedre folks helbred.

Når man taler om solens virkning på menneskekroppen, er det umuligt nøjagtigt at afgøre, om det er skadeligt eller gavnligt. Solstråler er som kilokalorier fra mad. Deres mangel fører til udmattelse, og i overskud forårsager de fedme. Sådan er det i denne situation. I moderate mængder har solstråling en gavnlig effekt på kroppen, mens overskydende ultraviolet stråling fremkalder forbrændinger og udvikling af talrige sygdomme. Lad os se nærmere.

Solstråling: generelle virkninger på kroppen

Solstråling er en kombination af ultraviolette og infrarøde bølger. Hver af disse komponenter har sin egen effekt på kroppen.

Effekt af infrarød stråling:

Det vigtigste ved infrarøde stråler er den termiske effekt, de skaber. Opvarmning af kroppen hjælper med at udvide blodkarrene og normalisere blodcirkulationen.
Opvarmning har en afslappende effekt på musklerne og giver en let anti-inflammatorisk og smertestillende effekt.
Under påvirkning af varme øges metabolismen, og processerne til assimilering af biologisk aktive komponenter normaliseres.
Infrarød stråling fra solen stimulerer hjernens og synsapparatets funktion.
Takket være solstråling synkroniseres kroppens biologiske rytmer, søvn- og vågenhedstilstande indledes.
Behandling med solvarme forbedrer hudens tilstand og eliminerer acne.
Varmt lys løfter stemningen og forbedrer en persons følelsesmæssige baggrund.
Og ifølge nyere undersøgelser forbedrer det også sædkvaliteten hos mænd.

På trods af al debat om de negative virkninger af ultraviolet stråling på kroppen, kan dens mangel føre til alvorlige sundhedsproblemer. Dette er en af de vitale faktorer ved tilværelsen. Og under forhold med ultraviolet mangel begynder følgende ændringer at forekomme i kroppen:

Først og fremmest svækkes immunsystemet. Dette er forårsaget af en krænkelse af absorptionen af vitaminer og mineraler, en fejl i metabolismen på cellulært niveau.
Der er en tendens til at udvikle nye eller forværre kroniske sygdomme, som oftest opstår med komplikationer.
Der er sløvhed, kronisk træthedssyndrom, og præstationsniveauet falder.
Mangel på ultraviolet stråling for børn forstyrrer produktionen af D-vitamin og fremkalder et fald i vækstrater.

Du skal dog forstå, at overdreven solaktivitet ikke vil gavne kroppen!

Kontraindikationer til solbadning

På trods af alle fordelene ved sollys for kroppen, er det ikke alle, der har råd til at nyde de varme stråler. Kontraindikationer omfatter:

akutte inflammatoriske processer;
tumorer, uanset deres placering;
progressiv tuberkulose;
angina pectoris, iskæmisk sygdom;
endokrine patologier;
skade på nervesystemet;
dysfunktion af skjoldbruskkirtlen og binyrerne;
diabetes;
mastopati;
uterine fibromer;
graviditet;
restitutionsperiode efter operationen.

I alle tilfælde vil aktiv stråling forværre sygdomsforløbet og fremkalde udviklingen af nye komplikationer.

Ældre mennesker og spædbørn bør ikke lade sig rive med af solen. For disse kategorier af befolkningen er behandling med sollys i skyggen indiceret. Den nødvendige dosis af sikker varme vil være nok der.

Historier fra vores læsere

Vladimir
61 år gammel

Jeg renser mine kar regelmæssigt hvert år. Det startede jeg med, da jeg fyldte 30, fordi trykket var for lavt. Lægerne trak bare på skuldrene. Jeg skulle selv tage ansvar for mit helbred. Jeg prøvede forskellige metoder, men den ene hjælper mig særligt godt...
Læs mere >>>

Negative effekter af solen

Tidspunktet for eksponering for infrarøde og ultraviolette bølger bør være strengt begrænset. For store mængder solstråling:

kan fremkalde en forringelse af kroppens generelle tilstand (såkaldt hedeslag på grund af overophedning);
påvirker huden negativt, hvilket forårsager permanente ændringer;
forringer synet;
provokerer hormonelle ubalancer i kroppen;
kan fremkalde udviklingen af allergiske reaktioner.

Så at ligge på stranden i timevis i perioder med maksimal solaktivitet forårsager enorme skader på kroppen.

For at få den nødvendige portion lys er en tyve minutters gåtur på en solskinsdag nok.

Solens virkning på huden

For store mængder solstråling fører til alvorlige hudproblemer. På kort sigt risikerer du at få en forbrænding eller dermatitis. Dette er det mindste problem, du kan støde på, når du soler dig på en varm dag. Hvis en lignende situation gentages med misundelsesværdig regelmæssighed, vil solens stråling blive en drivkraft for dannelsen af ondartede formationer på huden, melanomer.

Derudover udtørrer udsættelse for ultraviolet stråling huden, hvilket gør den tyndere og mere følsom. Og konstant udsættelse for direkte stråler fremskynder aldringsprocessen, hvilket forårsager forekomsten af tidlige rynker.

For at beskytte dig selv mod de negative virkninger af solstråling er det nok at følge enkle sikkerhedsforanstaltninger:

Om sommeren skal du sørge for at bruge solcreme? Påfør det på alle udsatte områder af kroppen, inklusive ansigt, arme, ben og décolleté. SPF-ikonet på emballagen er den samme ultraviolette beskyttelse. Og dens grad vil afhænge af det tal, der er angivet ved siden af forkortelsen. Når du går i butikken, er kosmetik med et SPF-niveau på 15 eller SPF 20 egnet. Hvis du planlægger at bruge tid på stranden, skal du bruge specielle produkter med højere niveauer. En creme med maksimal beskyttelse SPF 50 er velegnet til børns hud.
Hvis du har brug for at opholde dig udenfor i længere tid med maksimal intensitet af solstråling, skal du bære tøj lavet af lette stoffer med lange ærmer. Sørg for at bære en bredskygget hat for at skjule din sarte ansigtshud.
Kontroller varigheden af solbadning. Anbefalet tid er 15-20 minutter. Hvis du opholder dig udenfor i længere tid, så prøv at gemme dig for direkte sollys i skyggen af træer.

Og husk, at om sommeren påvirker solstrålingen huden på alle tidspunkter af døgnet med undtagelse af nattetimerne. Du mærker måske ikke nogen mærkbar varme fra infrarøde bølger, men ultraviolet lys forbliver på et højt aktivitetsniveau både om morgenen og om eftermiddagen.

Negative effekter på synet

Påvirkningen af sollys på det visuelle apparat er enorm. Takket være lysstråler modtager vi trods alt information om verden omkring os. Kunstig belysning kan til en vis grad blive et alternativ til naturligt lys, men læsning og skrivning med en lampe øger belastningen af øjnene.

Når vi taler om den negative indvirkning af sollys på mennesker og syn, mener vi øjenskader fra længere tids udsættelse for solen uden solbriller.

Nogle af de ubehagelige fornemmelser, du kan støde på, omfatter skærende smerter i øjnene, deres rødme og fotofobi. Den mest alvorlige skade er en nethindeforbrænding.. Tør øjenlågshud og dannelse af fine rynker er også muligt.

Bær solbriller. Når du køber, skal du først og fremmest være opmærksom på graden af beskyttelse. Modemodeller skygger ofte lidt for lyset, men forhindrer ikke indtrængning af ultraviolet stråling. Derfor anbefales det at lægge lyse rammer til side og vælge linser af høj kvalitet.
Sørg for, at direkte stråler ikke rammer dit ansigt. Bliv i skyggen og tag en hat, kasket eller anden hovedbeklædning på med visir.
Se ikke på solen. Hvis du ikke oplever ubehag, betyder det ikke, at denne idé er sikker. Selv vintersolen har nok aktivitet til at forårsage synsproblemer.

Er der en sikker tid på året?

Brugen af solstråling som helingsprocedure er en almindelig praksis. Både ultraviolet og varme anses for at være stærkt irriterende. Og misbrug af disse fordele kan forårsage alvorlige problemer.

Garvning er produktionen af melanin. For at være mere præcis er det en beskyttende reaktion af huden på et irritationsmiddel.

Er solstråling farligt på noget tidspunkt af året? Det er svært at give et entydigt svar på dette spørgsmål. Alt afhænger ikke så meget af årstiden, men af den geografiske placering. På mellembreddegrader stiger solstrålingsaktiviteten således med 25-35 % om sommeren. Derfor gælder anbefalinger vedrørende ophold udenfor på en klar dag kun for varmt vejr. Om vinteren er beboerne i disse regioner ikke truet af ultraviolet stråling.

Men indbyggere i ækvator står over for direkte sollys hele året rundt. Derfor er sandsynligheden for negative virkninger på kroppen til stede både om sommeren og vinteren. Indbyggerne på nordlige breddegrader er heldigere i denne henseende. Med afstand fra ækvator ændres nemlig indfaldsvinklen for solens stråler på jorden og dermed strålingsaktiviteten. Længden af den termiske bølge øges, og samtidig falder mængden af varme (energitab). Derfor er det vinter hele året rundt, da jordens overflade ikke har nok varme til at varme den op.

Solstråling er vores krops ven. Men du skal ikke misbruge dette venskab. Ellers kan konsekvenserne være meget alvorlige. Bare nyd varmen uden at glemme sikkerhedsforanstaltninger.

Dazhbog blandt slaverne, Apollo blandt de gamle grækere, Mithra blandt indo-iranerne, Amon Ra blandt de gamle egyptere, Tonatiuh blandt aztekerne - i oldtidens panteisme kaldte folk Solguden med disse navne.

Siden oldtiden har folk forstået, hvor vigtig Solen er for livet på Jorden og guddommeliggjort den.

Solens lysstyrke er enorm og beløber sig til 3,85x10 23 kW. Solenergi, der virker på et areal på kun 1 m 2, er i stand til at oplade en 1,4 kW motor.

Energikilden er den termonukleare reaktion, der finder sted i stjernens kerne.

De 4 He dannede i dette tilfælde udgør næsten (0,01%) hele jordens helium.

Stjernen i vores system udsender elektromagnetisk og korpuskulær stråling. Fra ydersiden af Solens korona "blæser" solvinden, bestående af protoner, elektroner og α-partikler, ud i det ydre rum. Med solvinden tabes 2-3x10 -14 masser af stjernen årligt. Magnetiske storme og nordlys er forbundet med corpuskulær stråling.

Elektromagnetisk stråling (solstråling) når overfladen af vores planet i form af direkte og spredte stråler. Dens spektralområde er:

ultraviolet stråling;
røntgenstråler;
y-stråler.

Den kortbølgede del står kun for 7 % af energien. Synligt lys udgør 48 % af solens strålingsenergi. Det er hovedsageligt sammensat af blågrønt strålingsspektrum, 45% er infrarød stråling og kun en lille del er repræsenteret af radiostråling.

Ultraviolet stråling, afhængigt af bølgelængden, er opdelt i:

Det meste af den lange bølgelængde ultraviolette stråling når jordens overflade. Mængden af UV-B-energi, der når planetens overflade, afhænger af ozonlagets tilstand. UV-C absorberes næsten fuldstændigt af ozonlaget og atmosfæriske gasser. Tilbage i 1994 foreslog WHO og WMO at indføre et ultraviolet indeks (UV, W/m2).

Den synlige del af lyset absorberes ikke af atmosfæren, men bølger af et vist spektrum er spredt. Infrarød farve eller mellembølge termisk energi absorberes hovedsageligt af vanddamp og kuldioxid. Kilden til langbølgespektret er jordens overflade.

Alle de ovennævnte områder er af stor betydning for livet på Jorden. En betydelig del af solstrålingen når ikke jordens overflade. Følgende typer stråling registreres på planetens overflade:

1% ultraviolet;
40% optisk;
59% infrarød.

Typer af stråling

Intensiteten af solstråling afhænger af:

Breddegrad;
sæson;
tid på dagen;
atmosfæriske forhold;
træk og relief af jordens overflade.

I forskellige dele af Jorden påvirker solstråling levende organismer forskelligt.

Fotobiologiske processer, der forekommer under påvirkning af lysenergi, afhængigt af deres rolle, kan opdeles i følgende grupper:

syntese af biologisk aktive stoffer (fotosyntese);
fotobiologiske processer, der hjælper med at navigere i rummet og hjælper med at opnå information (fototaxi, syn, fotoperiodisme);
skadelige virkninger (mutationer, kræftfremkaldende processer, destruktive effekter på bioaktive stoffer).

Indstrålingsberegning

Lysstråling har en stimulerende effekt på fotobiologiske processer i kroppen - syntesen af vitaminer, pigmenter, cellulær fotostimulering. Den sensibiliserende effekt af sollys er i øjeblikket ved at blive undersøgt.

Ultraviolet stråling, der påvirker huden på den menneskelige krop, stimulerer syntesen af vitaminer D, B4 og proteiner, som er regulatorer af mange fysiologiske processer. Ultraviolet stråling påvirker:

metaboliske processer;
immunsystem;
nervesystem;
endokrine system.

Den sensibiliserende effekt af ultraviolet stråling afhænger af bølgelængden:

Den stimulerende effekt af sollys kommer til udtryk i stigende specifik og uspecifik immunitet. For eksempel hos børn, der er udsat for moderat naturlig UV-stråling, reduceres antallet af forkølelser med 1/3. Samtidig øges behandlingens effektivitet, der er ingen komplikationer, og sygdomsperioden forkortes.

De bakteriedræbende egenskaber ved kortbølget UV-stråling bruges i medicin, fødevareindustrien og farmaceutisk produktion til desinfektion af miljøer, luft og produkter. Ultraviolet stråling ødelægger tuberkulosebacillen inden for få minutter, stafylokokker på 25 minutter og årsagen til tyfus på 60 minutter.

Uspecifik immunitet, som reaktion på ultraviolet bestråling, reagerer med en stigning i komplimenttitre og agglutination og en stigning i fagocytternes aktivitet. Men øget UV-stråling forårsager patologiske ændringer i kroppen:

hudkræft;
solar erytem;
skader på immunsystemet, som kommer til udtryk i udseendet af fregner, nevi, solar lentigines.

Synligt sollys:

gør det muligt at opnå 80% af informationen ved hjælp af en visuel analysator;
accelererer metaboliske processer;
forbedrer humør og generelt velvære;
varmer;
påvirker tilstanden af centralnervesystemet;
bestemmer døgnrytmer.

Graden af eksponering for infrarød stråling afhænger af bølgelængden:

langbølget - har svag gennemtrængende evne og absorberes stort set af hudens overflade, hvilket forårsager erytem;
kortbølget – trænger dybt ind i kroppen og giver en vasodilator, smertestillende og anti-inflammatorisk effekt.

Ud over dens påvirkning af levende organismer har solstrålingen stor betydning for udformningen af jordens klima.

Solstrålingens betydning for klimaet

Solen er den vigtigste varmekilde, der former jordens klima. I de tidlige stadier af Jordens udvikling udsendte Solen 30 % mindre varme, end den gør nu. Men takket være atmosfærens mætning med gasser og vulkansk støv var klimaet på Jorden fugtigt og varmt.

Der er en cyklicitet i intensiteten af solindstråling, som forårsager opvarmning og afkøling af klimaet. Cyclicitet forklarer den lille istid, som begyndte i det 14.-19. århundrede. og klimaopvarmning observeret i perioden 1900-1950.

I planetens historie er der en periodisk ændring i aksehældningen og orbital excentricitet, hvilket ændrer omfordelingen af solstråling på overfladen og påvirker klimaet. For eksempel afspejles disse ændringer i stigningen og faldet i området af Sahara-ørkenen.

Mellemistiderne varer omkring 10.000 år. Jorden befinder sig i øjeblikket i en interglacial periode kaldet heliocæn. Takket være tidlige menneskelige landbrugsaktiviteter varede denne periode længere end forventet.

Forskere har beskrevet 35-45 års cyklusser med klimaændringer, hvor et tørt og varmt klima ændres til et køligt og fugtigt. De påvirker fyldningen af indre vandområder, verdenshavets niveau og ændringer i istiden i Arktis.

Solstråling fordeler sig forskelligt. Eksempelvis var der på de mellemste breddegrader i perioden fra 1984 til 2008 en stigning i total og direkte solindstråling og et fald i spredt stråling. Ændringer i intensitet observeres også i løbet af året. Toppen indtræffer således i maj-august, og minimum indtræder om vinteren.

Da Solens højde og varigheden af dagslystimer om sommeren er større, tegner denne periode sig for op til 50 % af den samlede årlige stråling. Og i perioden fra november til februar - kun 5%.

Mængden af solstråling, der falder på en bestemt overflade af Jorden, påvirker vigtige klimatiske indikatorer:

temperatur;
fugtighed;
Atmosfæretryk;
overskyethed;
nedbør;
vindhastighed.

En stigning i solstråling øger temperatur og atmosfærisk tryk, andre karakteristika er i det modsatte forhold. Forskere har fundet ud af, at niveauet af total og direkte stråling fra Solen har den største indvirkning på klimaet.

Solafskærmningsforanstaltninger

Solstråling har en sensibiliserende og skadelig effekt på mennesker i form af varme og solstik, og strålingens negative effekter på huden. I dag har et stort antal berømtheder sluttet sig til anti-garvningsbevægelsen.

Angelina Jolie siger for eksempel, at hun ikke ønsker at ofre flere år af sit liv for to ugers garvning.

For at beskytte dig mod solstråling skal du:

solbadning i morgen- og aftentimerne er det sikreste tidspunkt;
brug solbriller;
i perioden med aktiv sol:

dække hovedet og åbne områder af kroppen;
brug solcreme med et UV-filter;
købe specielt tøj;
beskyt dig selv med en bredskygget hat eller parasol;
observere drikkeregime;
undgå intens fysisk aktivitet.

Når den bruges fornuftigt, har solstråling en gavnlig effekt på den menneskelige krop.

Solen er en kilde til varme og lys, der giver styrke og sundhed. Dens virkning er dog ikke altid positiv. En mangel på energi eller et overskud af det kan forstyrre de naturlige processer i livet og fremkalde forskellige problemer. Mange er sikre på, at solbrændt hud ser meget smukkere ud end bleg hud, men hvis du bruger lang tid under direkte stråler, kan du få en alvorlig forbrænding. Solstråling er en strøm af indkommende energi fordelt i form af elektromagnetiske bølger, der passerer gennem atmosfæren. Det måles ved kraften af den energi, den overfører pr. overfladeenhed (watt/m2). Ved at vide, hvordan solen påvirker en person, kan du forhindre dens negative virkninger.

Hvad er solstråling

Der er skrevet mange bøger om Solen og dens energi. Solen er den vigtigste energikilde for alle fysiske og geografiske fænomener på Jorden. En to-milliard del af lyset trænger ind i de øverste lag af planetens atmosfære, mens det meste af det sætter sig i det kosmiske rum.

Lysstråler er de primære kilder til andre typer energi. Når de falder på jordens overflade og i vand, dannes de til varme og påvirker klimatiske forhold og vejr.

Den grad, som en person udsættes for lysstråler, afhænger af strålingsniveauet, såvel som den periode, der tilbringes under solen. Folk bruger mange typer bølger til deres fordel, ved hjælp af røntgenstråler, infrarøde stråler og ultraviolet. Solbølger i deres rene form i store mængder kan dog påvirke menneskers sundhed negativt.

Mængden af stråling afhænger af:

Solens position. Den største mængde stråling forekommer i sletter og ørkener, hvor solhverv er ret høj, og vejret er skyfrit. Polarområderne modtager en minimal mængde lys, da skyer absorberer en betydelig del af lysstrømmen;
dagens længde. Jo tættere på ækvator, jo længere er dagen. Det er her, folk får mest varme;
atmosfæriske egenskaber: uklarhed og fugtighed. Ved ækvator er der øget overskyethed og fugtighed, hvilket er en hindring for lysets passage. Derfor er mængden af lysstrøm der er mindre end i tropiske zoner.

Fordeling

Fordelingen af sollys over jordens overflade er ujævn og afhænger af:

atmosfærens tæthed og fugtighed. Jo større de er, jo lavere er strålingseksponeringen;
områdets geografiske breddegrad. Mængden af modtaget lys stiger fra polerne til ækvator;
Jordens bevægelser. Mængden af stråling varierer afhængigt af årstiden;
egenskaber ved jordens overflade. En stor mængde lys reflekteres i lyse overflader, såsom sne. Chernozem reflekterer lysenergi dårligst.

På grund af omfanget af dets territorium varierer Ruslands strålingsniveauer betydeligt. Solbestrålingen i de nordlige regioner er omtrent den samme - 810 kWh/m2 i 365 dage, i de sydlige regioner - mere end 4100 kWh/m2.

Længden af de timer, hvor solen skinner, er også vigtig.. Disse indikatorer varierer i forskellige regioner, hvilket ikke kun påvirkes af geografisk breddegrad, men også af tilstedeværelsen af bjerge. Kortet over solstråling i Rusland viser tydeligt, at det i nogle regioner ikke er tilrådeligt at installere strømforsyningsledninger, da naturligt lys er ganske i stand til at opfylde beboernes behov for elektricitet og varme.

Slags

Lysstrømme når Jorden på forskellige måder. Typerne af solstråling afhænger af dette:

De stråler, der kommer fra solen, kaldes direkte stråling. Deres styrke afhænger af solens højde over horisonten. Det maksimale niveau observeres kl. 12.00, minimum - om morgenen og aftenen. Derudover er intensiteten af påvirkningen relateret til årstiden: den største sker om sommeren, den mindste om vinteren. Det er karakteristisk, at i bjergene er strålingsniveauet højere end på flade overflader. Snavset luft reducerer også direkte lysstrømme. Jo lavere solen er over horisonten, jo mindre ultraviolet stråling er der.
Reflekteret stråling er stråling, der reflekteres af vand eller jordens overflade.
Spredt solstråling dannes, når lysstrømmen spredes. Den blå farve på himlen i skyfrit vejr afhænger af det.

Absorberet solstråling afhænger af reflektiviteten af jordens overflade - albedo.

Den spektrale sammensætning af strålingen er forskellig:

farvede eller synlige stråler giver belysning og er af stor betydning i planternes liv;
ultraviolet stråling bør trænge ind i menneskekroppen moderat, da dens overskud eller mangel kan forårsage skade;
Infrarød bestråling giver en følelse af varme og påvirker væksten af vegetation.

Total solstråling er direkte og spredte stråler, der trænger ind i jorden. I mangel af skyer, omkring kl. 12.00, såvel som om sommeren, når det sit maksimum.

Historier fra vores læsere

Vladimir
61 år gammel

Hvordan opstår påvirkningen?

Elektromagnetiske bølger er opbygget af forskellige dele. Der er usynlige, infrarøde og synlige, ultraviolette stråler. Det er karakteristisk, at strålingsstrømme har forskellige energistrukturer og påvirker mennesker forskelligt.

Lysflux kan have en gavnlig, helbredende effekt på den menneskelige krops tilstand. Ved at passere gennem de visuelle organer regulerer lys stofskiftet, søvnmønstre og påvirker en persons generelle velbefindende. Derudover kan lysenergi give en følelse af varme. Når huden bestråles, opstår der fotokemiske reaktioner i kroppen, der fremmer korrekt stofskifte.

Ultraviolet har en høj biologisk evne, med en bølgelængde fra 290 til 315 nm. Disse bølger syntetiserer D-vitamin i kroppen og er også i stand til at ødelægge tuberkulosevirus på få minutter, stafylokokker - inden for et kvarter og tyfusbaciller - på 1 time.

Det er karakteristisk, at skyfrit vejr reducerer varigheden af nye epidemier af influenza og andre sygdomme, for eksempel difteri, som kan overføres af luftbårne dråber.

Kroppens naturlige kræfter beskytter en person mod pludselige atmosfæriske udsving: lufttemperatur, fugtighed, tryk. Men nogle gange svækkes en sådan beskyttelse, hvilket under påvirkning af stærk fugtighed sammen med forhøjet temperatur fører til hedeslag.

Indvirkningen af stråling afhænger af graden af dens indtrængning i kroppen. Jo længere bølgerne er, jo stærkere er strålingskraften. Infrarøde bølger kan trænge op til 23 cm ind under huden, synlige strømme - op til 1 cm, ultraviolette - op til 0,5-1 mm.

Mennesker modtager alle typer stråler under solens aktivitet, når de er i åbne rum. Lysbølger giver en person mulighed for at tilpasse sig verden, hvorfor det for at sikre behageligt velvære i lokalerne er nødvendigt at skabe betingelser for et optimalt belysningsniveau.

Indvirkning på mennesker

Solstrålingens indflydelse på menneskers sundhed bestemmes af forskellige faktorer. En persons opholdssted, klimaet samt mængden af tid brugt under direkte stråler betyder noget.

Med mangel på sol oplever beboere i det fjerne nord, såvel som folk, hvis aktiviteter involverer arbejde under jorden, såsom minearbejdere, forskellige dysfunktioner, nedsat knoglestyrke og nervøse lidelser.

Børn, der ikke får nok lys, lider oftere af rakitis end andre. Derudover er de mere modtagelige for tandsygdomme, og har også et længere tuberkuloseforløb.

For meget udsættelse for lysbølger uden en periodisk ændring af dag og nat kan dog have skadelige virkninger på helbredet. For eksempel lider beboere i Arktis ofte af irritabilitet, træthed, søvnløshed, depression og nedsat arbejdsevne.

Stråling i Den Russiske Føderation er mindre aktiv end for eksempel i Australien.

Således mennesker, der er udsat for langvarig stråling:

har høj risiko for at udvikle hudkræft;
har en øget tendens til tør hud, hvilket igen fremskynder ældningsprocessen og forekomsten af pigmentering og tidlige rynker;
kan lide af forringelse af visuelle evner, grå stær, konjunktivitis;
har svækket immunitet.

Mangel på D-vitamin hos mennesker er en af årsagerne til maligne neoplasmer, stofskifteforstyrrelser, som fører til overskydende kropsvægt, endokrine lidelser, søvnforstyrrelser, fysisk udmattelse og dårligt humør.

En person, der systematisk modtager solens lys og ikke misbruger solbadning, oplever som regel ikke helbredsproblemer:

har en stabil funktion af hjertet og blodkarrene;
lider ikke af nervøse sygdomme;
har et godt humør;
har et normalt stofskifte;
bliver sjældent syg.

Således kan kun en doseret dosis stråling have en positiv effekt på menneskers sundhed.

Sådan beskytter du dig selv

Overdreven udsættelse for stråling kan forårsage overophedning af kroppen, forbrændinger og forværring af nogle kroniske sygdomme.. Fans af solbadning skal tage sig af følgende enkle regler:

Solbad i åbne rum med forsigtighed;
Under varmt vejr, gemme sig i skyggen under spredte stråler. Dette gælder især for små børn og ældre mennesker, der lider af tuberkulose og hjertesygdomme.

Det skal huskes, at det er nødvendigt at solbade på et sikkert tidspunkt af dagen og heller ikke være under den brændende sol i lang tid. Derudover bør du beskytte dit hoved mod hedeslag ved at bære hat, solbriller, lukket tøj og også bruge forskellige solcremer.

Solstråling i medicin

Lysstrømme bruges aktivt i medicin:

Røntgenstråler bruger bølgernes evne til at passere gennem blødt væv og skeletsystemet;
indførelsen af isotoper gør det muligt at registrere deres koncentration i indre organer og opdage mange patologier og foci af inflammation;
Strålebehandling kan ødelægge væksten og udviklingen af ondartede tumorer.

Egenskaberne af bølger bruges med succes i mange fysioterapeutiske enheder:

Enheder med infrarød stråling bruges til varmebehandling af interne inflammatoriske processer, knoglesygdomme, osteochondrose, gigt, på grund af bølgernes evne til at genoprette cellulære strukturer.
Ultraviolette stråler kan have en negativ effekt på levende væsener, hæmme plantevækst og undertrykke mikroorganismer og vira.

Den hygiejniske betydning af solstråling er stor. Enheder med ultraviolet stråling bruges i terapi:

forskellige hudskader: sår, forbrændinger;
infektioner;
sygdomme i mundhulen;
onkologiske neoplasmer.

Derudover har stråling en positiv effekt på den menneskelige krop som helhed: den kan give styrke, styrke immunsystemet og genopbygge manglen på vitaminer.

Sollys er en vigtig kilde til et fuldt menneskeliv. En tilstrækkelig forsyning af det fører til den gunstige eksistens af alle levende væsener på planeten. En person kan ikke reducere graden af stråling, men han kan beskytte sig mod dens negative virkninger.