Границы солнечного спектра

Солнечная радиация и причины ее изменений. Биологическое действие солнечной радиации на окружающую среду и здоровье человека. Применение ультрафиолетового излучения в профилактических целях.

Солнце — самая близкая к нам звезда — цент­ральное тело нашей системы. Астрономы считают со­лнце красной карликовой звездой пятой величины. Тем не менее, условия жизни на Земле определяются исключительно энергией, получаемой от Солнца.

Диаметр Солнца составляет 1390000 км, т.е. в 109 раз больше Земли. Площадь поверхности Солнца в 12000 раз больше площади Земли. Среднее расстоя­ние Земли от Солнца немного меньше 150 млн. км. Давление в центре Солнца достигает 10 млрд. атмо­сфер, а температура — 26 млн. градусов С.

Солнце излучает в мировое пространство огром­ное количество энергии (4x10²⁶вт) в виде волнового и корпускулярного излучения. Примерно 400-миллион­ная доля этой энергии поступает на внешнюю грани­цу атмосферы Земли, создавая облученность на пер­пендикулярной поверхности около 2 кал/см² в мину­ту или 1396 вт/м².

Все оптическое излучение Солнца состоит из ульт­рафиолетовой (УФ), видимой и инфракрасной (ИК) области спектра.

Как передается и преобразуется солнечная энер­гия, попавшая в верхнюю часть атмосферы?

В среднем около 30% этого излучения рассеива­ется частицами атмосферы или непосредственно от­ражается облаками и поверхностью Земли.

Около 50% солнечного излучения достигает суши или океана и поглощается в форме тепла.

Остальные 20% солнечного излучения могут по­глощаться, проходя через атмосферу.

Видимое излучение, на которое приходится основ­ная часть потока солнечной энергии, в безоблачную погоду может достигать поверхности Земли без по­терь.

От 1 до 3 % падающего ультрафиолетового излу­чения поглощается в верхних слоях атмосферы.

Интенсивность солнечного.излучения зависит от:

1. Высоты стояния Солнца над горизонтом. Высота стояния Солнца над горизонтом зависит от географического расположения населенного пункта, времени года и суток. Так, при высоте 30° путь лучей в 2 раза длиннее, чем при 90°, а при закате —в 30 раз. Кроме того, солнечный поток падает на большую пло­щадь.

2. Прозрачности атмосферы. Лучи с разной длиной волны по-разному проходят через атмосфе­ру при наличии облаков. Ультрафиолетовые лучи рас­сеиваются, а инфракрасные — поглощаются. Озоно­вый слой в атмосфере резко сокращает количество коротких ультрафиолетовых лучей.

В городах интенсивность солнечной энергии в среднем ниже на 10-30% (в зимние месяцы на 60%), чем в прилегающих сельских районах, особенно ко­ротковолновой части солнечного спектра (на 40-50%). Солнечный поток достигает Земли в виде пря­мой и рассеянной радиации. Чем ниже высота стоя­ния Солнца, тем относительно больше доля рассеян­ной радиации.

Пример. Для бухты Тихой, где максимальное сто­яние Солнца 33°, рассеянная радиация составляет 70%, а прямая — 30%, в то время как для Ташкента с максимальным стоянием Солнца в 70° характерно обратное соотношение (рассеянная — 30%, прямая -70%).

Определенное значение имеет и отраженная ра­диация. Альбедо (от лат. "белизна") показывает, ка­кую часть падающей энергии отражает данная поверх­ность. Альбедо свежего снега —81 %, воды — 20 %, а черной влажной земли — 3%.

Давно уже признано важное гигиеническое значе­ние солнечного света, ограничение или лишение кото­рого приводит к нарушению физиологического равно­весия в организме. Так, еще Гиппократ (400 г. до н. э.) рекомендовал принимать с лечебной целью солнечные ванны.

Первая научная работа по изучению влияния со­лнечной радиации опубликована в 1799 г. Бертраном в Париже.

Спектр Солнца, достигающий границ земной ат­мосферы, — от 0,1 до 60 мк. При наличии водяных паров в атмосфере он укорачивается до 2,2 мк.

1) Инфракрасные лучи (ИК) — от 0,76 до 60 мк (в этой области принято измерение в микронах);

2) Видимые лучи — 400-760 нм;

3) Ультрафиолетовые лучи (УФ) — 10-400 нм.

Характеристика потока различна по составу:

УФ видимые ИК на границе атмосферы 5% 52% 43% у поверхности Земли 1% 40% 59%

Биологическое действие солнечной радиации на организм слагается из совокупного воздействия всех областей оптического излучения: инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой.

Остановимся на разборе всех видов излучений.

Дата добавления: 2014-01-05