Radiazione solare: che cos'è?

e viene reirradiato sotto forma di calore, provocando il riscaldamento della stratosfera. RADIAZIONE SOLARE - Radiazione elettromagnetica e corpuscolare proveniente dal Sole. La radiazione elettromagnetica viaggia come onde elettromagnetiche alla velocità della luce e penetra nell'atmosfera terrestre. Prima superficie terrestre
La radiazione solare si presenta sotto forma di radiazione diretta e diffusa. Radiazione solare - fonte principale
La gamma spettrale della radiazione elettromagnetica proveniente dal Sole è molto ampia - dalle onde radio ai raggi X - ma la sua intensità massima cade nella parte visibile (giallo-verde) dello spettro.
Esiste anche una parte corpuscolare della radiazione solare, costituita principalmente da protoni che si muovono dal Sole a velocità di 300-1500 km/s (vento solare). Durante i brillamenti solari vengono prodotte anche particelle ad alta energia (principalmente protoni ed elettroni), che costituiscono la componente solare dei raggi cosmici.
Il contributo energetico della componente corpuscolare della radiazione solare alla sua intensità complessiva è piccolo rispetto a quello elettromagnetico. Pertanto in numerose applicazioni il termine “radiazione solare” viene utilizzato in senso stretto, intendendo solo la sua parte elettromagnetica.
La quantità di radiazione solare dipende dall’altezza del sole, dal periodo dell’anno e dalla trasparenza dell’atmosfera. Per misurare la radiazione solare vengono utilizzati attinometri e pireliometri. L'intensità della radiazione solare viene solitamente misurata dal suo effetto termico ed è espressa in calorie per unità di superficie per unità di tempo.
La radiazione solare colpisce fortemente la Terra solo durante il giorno, ovviamente, quando il Sole è sopra l'orizzonte. Inoltre, la radiazione solare è molto forte vicino ai poli, durante i giorni polari, quando il Sole è sopra l'orizzonte anche a mezzanotte. Tuttavia, in inverno, negli stessi luoghi, il sole non sorge affatto sopra l'orizzonte, e quindi non colpisce la regione. La radiazione solare non viene bloccata dalle nuvole e quindi raggiunge comunque la Terra (quando il Sole è direttamente sopra l'orizzonte). La radiazione solare è una combinazione del colore giallo brillante del Sole e del calore, il calore passa anche attraverso le nuvole. La radiazione solare viene trasmessa alla Terra per irraggiamento e non per conduzione termica.
La quantità di radiazione ricevuta da un corpo celeste dipende dalla distanza tra il pianeta e la stella: al raddoppiare della distanza, la quantità di radiazione ricevuta dalla stella al pianeta diminuisce di quattro volte (proporzionalmente al quadrato della distanza tra il pianeta e la stella). la stella). Quindi, anche modifiche minori le distanze tra il pianeta e la stella (a seconda dell'eccentricità dell'orbita) portano a un cambiamento significativo nella quantità di radiazione che entra nel pianeta. Anche l'eccentricità dell'orbita terrestre non è costante: nel corso dei millenni cambia, formando periodicamente un cerchio quasi perfetto, a volte l'eccentricità raggiunge il 5% (attualmente è 1,67%), cioè al perielio la Terra riceve attualmente 1.033 più radiazione solare che all'afelio e alla massima eccentricità - più di 1,1 volte. Tuttavia, la quantità di radiazione solare in arrivo dipende molto più fortemente dai cambiamenti delle stagioni: attualmente la quantità totale di radiazione solare che entra sulla Terra rimane praticamente invariata, ma a una latitudine di 65 N.Sh (la latitudine delle città settentrionali della Russia e Canada) in estate la quantità di radiazione solare in arrivo è superiore del 25% rispetto all’inverno. Ciò si verifica perché la Terra è inclinata di un angolo di 23,3 gradi rispetto al Sole. I cambiamenti invernali ed estivi si compensano a vicenda, ma tuttavia, con l'aumentare della latitudine del sito di osservazione, il divario tra inverno ed estate diventa sempre più grande, quindi all'equatore non c'è differenza tra inverno ed estate. Oltre il Circolo Polare Artico la radiazione solare è molto elevata in estate e molto bassa in inverno. Questo modella il clima sulla Terra. Inoltre, i cambiamenti periodici nell'eccentricità dell'orbita terrestre possono portare all'emergere di diverse ere geologiche: ad esempio,

Igiene generale. La radiazione solare e il suo significato igienico.

Per radiazione solare si intende l'intero flusso di radiazione emessa dal Sole, costituito da oscillazioni elettromagnetiche di varie lunghezze d'onda. Da un punto di vista igienico, di particolare interesse è la parte ottica della luce solare, che occupa l'intervallo 280-2800 nm. Le onde più lunghe sono le onde radio, quelle più corte sono i raggi gamma, le radiazioni ionizzanti non raggiungono la superficie terrestre perché vengono trattenute negli strati superiori dell'atmosfera, in particolare nello strato di ozono. L'ozono è distribuito in tutta l'atmosfera, ma ad un'altitudine di circa 35 km forma lo strato di ozono.

L'intensità della radiazione solare dipende principalmente dall'altezza del sole sopra l'orizzonte. Se il sole è allo zenit, il percorso compiuto dai raggi solari sarà molto più breve del percorso se il sole è all'orizzonte. Aumentando il percorso cambia l’intensità della radiazione solare. L'intensità della radiazione solare dipende anche dall'angolo con cui cadono i raggi del sole, e da questo dipende anche l'area illuminata (all'aumentare dell'angolo di incidenza, aumenta l'area di illuminazione). Pertanto, la stessa radiazione solare cade su una superficie maggiore, quindi l’intensità diminuisce. L'intensità della radiazione solare dipende dalla massa d'aria attraverso la quale passano i raggi solari. L'intensità della radiazione solare in montagna sarà maggiore che sopra il livello del mare, perché lo strato d'aria attraverso il quale passano i raggi solari sarà inferiore a quello sopra il livello del mare. Significato speciale rappresenta l'influenza dello stato dell'atmosfera e del suo inquinamento sull'intensità della radiazione solare. Se l'atmosfera è inquinata, l'intensità della radiazione solare diminuisce (in città l'intensità della radiazione solare è in media del 12% inferiore rispetto alle zone rurali). La tensione della radiazione solare ha uno sfondo giornaliero e annuale, ovvero la tensione della radiazione solare cambia durante il giorno e dipende anche dal periodo dell'anno. L'intensità più alta della radiazione solare si osserva in estate, la più bassa in inverno. In termini di effetto biologico, la radiazione solare è eterogenea: risulta che ciascuna lunghezza d'onda lo è azione diversa sul corpo umano. A questo proposito lo spettro solare viene convenzionalmente suddiviso in 3 sezioni:

1. raggi ultravioletti, da 280 a 400 nm

2. spettro visibile da 400 a 760 nm

3. raggi infrarossi da 760 a 2800 nm.

Con la radiazione solare giornaliera e annuale, la composizione e l'intensità dei singoli spettri subiscono dei cambiamenti. I raggi dello spettro UV subiscono i maggiori cambiamenti.

Stimiamo l'intensità della radiazione solare in base alla cosiddetta costante solare. La costante solare è la quantità di energia solare ricevuta per unità di tempo per unità di area situata al confine superiore dell'atmosfera ad angolo retto rispetto ai raggi del sole alla distanza media della Terra dal Sole. Questa costante solare è stata misurata dal satellite ed è pari a 1,94 calorie/cm 2

Voltaggio i raggi del sole a mezzogiorno di maggio a Yalta 1.33, a Mosca 1.28, a Irkutsk 1.30, a Tashkent 1.34.

Significato biologico della parte visibile dello spettro.

La parte visibile dello spettro è un irritante specifico dell'organo della vista. La luce è una condizione necessaria per il funzionamento dell'occhio, l'organo di senso più sottile e sensibile. La luce fornisce circa l’80% delle informazioni sul mondo esterno. Questo è l’effetto specifico della luce visibile, ma anche l’effetto biologico generale della luce visibile: stimola l’attività vitale dell’organismo, accelera il metabolismo, migliora il benessere generale, influisce sulla sfera psico-emotiva e aumenta le prestazioni. La luce ti rende più sano ambiente. Con la mancanza di luce naturale, si verificano cambiamenti nell'organo della vista. La stanchezza si manifesta rapidamente, le prestazioni diminuiscono e gli infortuni sul lavoro aumentano. Il corpo non è influenzato solo dall'illuminazione, ma anche i diversi colori hanno effetti diversi sullo stato psico-emotivo. I migliori indicatori di prestazione sono stati ottenuti con la preparazione sotto illuminazione gialla e bianca. Dal punto di vista psicofisiologico, i colori agiscono in modo opposto l'uno all'altro. A questo proposito si sono formati 2 gruppi di colori:
1) colori caldi: giallo, arancione, rosso. 2) toni freddi: blu, blu, viola. I toni freddi e caldi hanno effetti fisiologici diversi sul corpo. I toni caldi aumentano la tensione muscolare, aumentano la pressione sanguigna e aumentano la frequenza respiratoria. I toni freddi, al contrario, abbassano la pressione sanguigna e rallentano il ritmo del cuore e della respirazione. Questo è spesso usato nella pratica: per i pazienti con alta temperatura I reparti dipinti di viola sono i più adatti; l'ocra scuro migliora il benessere dei pazienti con pressione bassa. Il colore rosso aumenta l'appetito. Inoltre, l'efficacia del farmaco può essere aumentata cambiando il colore della compressa. Ai pazienti affetti da disturbi depressivi veniva somministrato lo stesso medicinale in compresse di diversi colori: rosso, giallo, verde. Il trattamento con compresse gialle ha portato i migliori risultati.

Il colore viene utilizzato come portatore di informazioni codificate, ad esempio nella produzione per indicare il pericolo. Esiste uno standard generalmente accettato per i colori di identificazione del segnale: verde - acqua, rosso - vapore, giallo - gas, arancione - acidi, viola - alcali, marrone - liquidi e oli infiammabili, blu - aria, grigio - altro.

Da un punto di vista igienico, la valutazione della parte visibile dello spettro viene effettuata secondo i seguenti indicatori: l'illuminazione naturale e artificiale vengono valutate separatamente. L'illuminazione naturale viene valutata secondo 2 gruppi di indicatori: fisici e luminosi. Il primo gruppo comprende:

1. coefficiente luminoso - caratterizza il rapporto tra l'area della superficie vetrata delle finestre e la superficie del pavimento.

2. Angolo di incidenza: caratterizza l'angolo con cui cadono i raggi. Secondo la norma, l'angolo minimo di incidenza dovrebbe essere almeno 270.

3. L'angolo del foro - caratterizza l'illuminazione con luce celeste (deve essere almeno 50). Ai primi piani delle case di Leningrado, questo angolo è praticamente assente.

4. La profondità della stanza è il rapporto tra la distanza dal bordo superiore della finestra al pavimento e la profondità della stanza (la distanza dalla parete esterna a quella interna).

Gli indicatori di illuminazione sono indicatori determinati utilizzando un dispositivo: un luxmetro. Viene misurata l'illuminazione assoluta e relativa. L'illuminazione assoluta è l'illuminazione della strada. Il coefficiente di illuminamento (KEO) è definito come il rapporto tra l'illuminamento relativo (misurato come rapporto tra l'illuminamento relativo (misurato in una stanza) e quello assoluto, espresso in %. L'illuminazione in una stanza è misurata sul posto di lavoro. Il principio di funzionamento di un luxmetro è che il dispositivo ha una fotocellula sensibile (selenio - poiché il selenio ha una sensibilità simile all'occhio umano). L'illuminazione approssimativa sulla strada può essere determinata utilizzando un grafico del clima luminoso.

Per valutare l'illuminazione artificiale dei locali, sono importanti la luminosità, l'assenza di pulsazioni, il colore, ecc.

Raggi infrarossi. Il principale effetto biologico di questi raggi è termico e questo effetto dipende anche dalla lunghezza d'onda. I raggi corti trasportano più energia, quindi penetrano più in profondità e hanno un forte effetto termico. Il lungo tratto esercita la sua effetto termico su una superficie. Viene utilizzato in fisioterapia per riscaldare aree a diverse profondità.

Per misurare i raggi infrarossi esiste un dispositivo: l'attinometro. La radiazione infrarossa viene misurata in calorie per cm2\min. Gli effetti negativi dei raggi infrarossi si osservano nei negozi caldi, dove possono portare a malattie professionali - cataratta (opacizzazione del cristallino). La cataratta è causata da brevi raggi infrarossi. Una misura preventiva è l'uso di occhiali e indumenti protettivi.

Caratteristiche dell'impatto dei raggi infrarossi sulla pelle: si verificano ustioni - eritema. Si verifica a causa dell'espansione termica dei vasi sanguigni. La sua particolarità è che ha confini diversi e appare immediatamente.

A causa dell'azione dei raggi infrarossi si possono verificare 2 condizioni del corpo: colpo di calore e colpo di sole. L'insolazione è il risultato dell'esposizione diretta del corpo umano alla luce solare, con danni soprattutto al sistema nervoso centrale. L'insolazione colpisce chi trascorre molte ore di seguito sotto i raggi cocenti del sole con la testa scoperta. Le meningi sono riscaldate.

Il colpo di calore si verifica a causa del surriscaldamento del corpo. Può succedere a chi esegue prestazioni pesanti lavoro fisico in una stanza calda o quando fa caldo. I colpi di calore erano particolarmente comuni tra il nostro personale militare in Afghanistan.

Oltre agli attinometri per la misurazione della radiazione infrarossa, esistono vari tipi di piramidori. La base di questa azione è l'assorbimento dell'energia radiante da parte del corpo nero. Lo strato ricettivo è costituito da piastre annerite e bianche che, a seconda della radiazione infrarossa, si riscaldano in modo diverso. Sulla termopila viene generata una corrente e viene registrata l'intensità della radiazione infrarossa. Poiché l'intensità della radiazione infrarossa è importante nelle condizioni di produzione, esistono standard di radiazione infrarossa per i negozi caldi al fine di evitare effetti negativi sul corpo umano, ad esempio, in un'officina di laminazione di tubi il banco è 1,26 - 7,56, nella fusione del ferro 12,25 . I livelli di radiazione superiori a 3,7 sono considerati significativi e richiedono misure preventive: l'uso di schermi protettivi, cortine d'acqua e indumenti speciali.

Raggi ultravioletti (UV).

Questa è la parte biologicamente più attiva dello spettro solare. È anche eterogeneo. A questo proposito si distingue tra UV a onde lunghe e a onde corte. I raggi UV favoriscono l'abbronzatura. Quando i raggi UV entrano nella pelle, si formano 2 gruppi di sostanze: 1) sostanze specifiche, tra cui la vitamina D, 2) sostanze non specifiche: istamina, acetilcolina, adenosina, cioè questi sono prodotti della disgregazione proteica. L'effetto abbronzante o eritematoso si riduce a un effetto fotochimico: l'istamina e altre sostanze biologicamente attive contribuiscono alla vasodilatazione. La particolarità di questo eritema è che non appare immediatamente. L'eritema ha confini chiaramente definiti. L'eritema ultravioletto porta sempre ad un'abbronzatura più o meno pronunciata, a seconda della quantità di pigmento presente nella pelle. Il meccanismo d'azione dell'abbronzatura non è stato ancora sufficientemente studiato. Si ritiene che prima si verifichi l'eritema, vengano rilasciate sostanze non specifiche come l'istamina, il corpo converte i prodotti della disgregazione dei tessuti in melanina, a seguito della quale la pelle acquisisce una tonalità particolare. L'abbronzatura, quindi, è una prova delle proprietà protettive del corpo (una persona malata non si abbronza, si abbronza lentamente).

L'abbronzatura più favorevole avviene sotto l'influenza dei raggi UV con una lunghezza d'onda di circa 320 nm, cioè quando esposta alla parte a onde lunghe dello spettro UV. Nel sud predominano gli UFL a onde corte e nel nord predominano gli UFL a onde lunghe. I raggi a lunghezza d’onda corta sono più suscettibili alla diffusione. E la dispersione avviene meglio in un'atmosfera pulita e nella regione settentrionale. Pertanto, l'abbronzatura più utile al nord è più lunga e più scura. Gli UFL sono un fattore molto potente nella prevenzione del rachitismo. Con la mancanza di UVB, nei bambini si sviluppa il rachitismo e negli adulti l'osteoporosi o l'osteomalacia. Questo di solito si incontra nell'estremo nord o tra gruppi di lavoratori che lavorano sottoterra. Nella regione di Leningrado, da metà novembre a metà febbraio, non c'è praticamente alcuna parte UV dello spettro, il che contribuisce allo sviluppo della fame solare. Per prevenire le scottature solari, viene utilizzata l'abbronzatura artificiale. La carenza di luce è un'assenza a lungo termine dello spettro UV. In caso di esposizione ai raggi UV nell'aria si forma ozono, la cui concentrazione deve essere controllata.

I raggi UV hanno un effetto battericida. Viene utilizzato per disinfettare reparti di grandi dimensioni, prodotti alimentari, acqua.

L'intensità della radiazione UV è determinata con il metodo fotochimico dalla quantità di acido ossalico decomposto sotto l'influenza dei raggi UV nelle provette al quarzo (il vetro normale non trasmette la luce UV). L'intensità della radiazione UV è determinata anche da un misuratore ultravioletto. Per scopi medici, la radiazione ultravioletta viene misurata in biodosi.