Солнечное излучение это

Интенсивность солнечного света, которая достигает земли меняется в зависимости от времени суток, года, местоположения и погодных условий. Общее количество энергии, подсчитанное за день или за год, называется иррадиацией (или еще по-другому «приход солнечной радиации») и показывает, насколько мощным было солнечное излучение. Иррадиация измеряется в Вт*ч/м² в день, или другой период.

Интенсивность солнечного излучения в свободном пространстве на удалении, равном среднему расстоянию между Землей и Солнцем, называется солнечной постоянной. Ее величина — 1353 Вт/м². При прохождении через атмосферу солнечный свет ослабляется в основном из-за поглощения инфракрасного излучения парами воды, ультрафиолетового излучения — озоном и рассеяния излучения частицами атмосферной пыли и аэрозолями. Показатель атмосферного влияния на интенсивность солнечного излучения, доходящего до земной поверхности, называется «воздушной массой» (АМ). АМ определяется как секанс угла между Солнцем и зенитом.

На рис.1 показано спектральное распределение интенсивности солнечного излучения в различных условиях. Верхняя кривая (АМ0) соответствует солнечному спектру за пределами земной атмосферы (например, на борту космического корабля), т.е. при нулевой воздушной массе. Она аппроксимируется распределением интенсивности излучения абсолютно черного тела при температуре 5800 К. Кривые АМ1 и АМ2 иллюстрируют спектральное распределение солнечного излучения на поверхности Земли, когда Солнце в зените и при угле между Солнцем и зенитом 60°, соответственно. При этом полная мощность излучения — соответственно порядка 925 и 691 Вт/м². Средняя интенсивность излучения на Земле примерно совпадает с интенсивностью излучения при АМ=1,5 (Солнце — под углом 45° к горизонту) [1].

Около поверхности Земли можно принять среднюю величину интенсивности солнечной радиации 635 Вт/м². В очень ясный солнечный день эта величина колеблется от 950 Вт/м² до 1220 Вт/м². Среднее значение — примерно 1000 Вт/м² [860 ккал/(м²ч)]. Пример: Интенсивность полного излучения в Цюрихе (47°30′ с. ш., 400 м над уровнем моря) на поверхности, перпендикулярной излучению:1 мая 12 ч 00 мин 1080 Вт/м²;21 декабря 12 ч 00 мин 930 Вт/м².

Для упрощения вычисления по приходу солнечной энергии, его обычно выражают в часах солнечного сияния с интенсивностью 1000 Вт/м². Т.е. 1 час соответствует приходу солнечной радиации в 1000 Вт*ч/м². Это примерно соответствует периоду, когда солнце светит летом в середине солнечного безоблачного дня на поверхность, перпендикулярную солнечным лучам.

Приход солнечной радиации меняется в течение дня и от места к месту, особенно в горных районах. Иррадиация меняется в среднем от 1000 кВт*ч/м² в год для северо-европейских стран, до 2000-2500 кВт*ч/м² в год для пустынь. Погодные условия и склонение солнца (которое зависит от широты местности), также приводит к различиям в приходе солнечной радиации.

В России, вопреки распространённому мнению, очень много мест, где выгодно преобразовывать солнечную энергию в электроэнергию при помощи солнечных батарей. Ниже приведена карта ресурсов солнечной энергии в России. Как видим, на большей части России можно успешно использовать солнечные батареи в сезонном режиме, а в районах с числом часов солнечного сияния более 2000 часов/год — круглый год. Естественно, в зимний период выработка энергии солнечными панелями существенно снижается, но все равно стоимость электроэнергии от солнечной электростанции остается существенно ниже, чем от дизельного или бензинового генератора.

Особенно выгодно применение солнечных батарей там, где нет централизованных электрических сетей и энергообеспечение обеспечивается за счет дизель-генераторов. А таких районов в России очень много.

Более того, даже там, где сети есть, использование работающих параллельно с сетью солнечных батарей позволяет значительно снизить расходы на электроэнергию. При существующей тенденции на повышении тарифов естественных энергетических монополий России, установки солнечных батарей становится умным вложением денег.

Ресурсы солнечной энергии России

Ответ на вопрос, что такое солнечное излучение, так это весь спектр света, выделяемого солнцем. Он включает в себя видимый свет и все другие частоты излучения в электромагнитном спектре. По сравнению со знакомыми источниками энергии на Земле, Солнце излучает огромное количество энергии. Тип излучения, выделяемого солнцем, является продуктом его высокой температуры, который вызван ядерным слиянием внутри ядра Солнца. Солнечное излучение изучается учеными, потому что влияние Солнца, на организм человека и планету в целом, очень огромное.

Только небольшая часть солнечной радиации когда-либо достигает Земли: большинство из них излучается в пустое пространство. Однако фракция, которая действительно достигает Земли, намного больше, чем количество энергии, потребляемой на Земле такими источниками, как ископаемое топливо. Огромное количество энергии, излучаемой солнцем, можно объяснить большой массой и высокой температурой.

Читайте также:  Дискинезия по гиперкинетическому типу лечение

Виды солнечной радиации

Полное солнечное излучение, которое часто называют глобальным излучением, представляет собой сумму прямого, диффузного и отраженного излучения. Доступное нам солнечное излучение всегда представляет собой смесь вышеупомянутых трех компонентов.

Виды солнечного излучения

Прямое излучение

Прямое излучение получено от солнечных лучей, движущихся от солнца до земли напрямую. Направление излучения также называют излучением пучка или прямым лучом излучения. Поскольку прямое излучение — это солнечные лучи, движущиеся по прямой, формируются тени объектов, которые возникают на пути солнечных лучей. Тени указывают на наличие прямого излучения.
В солнечных районах и в течение лета прямое излучение составляет почти 70-80% от общей радиации. В солнечных установках используется солнечное отслеживание для поглощения большей части прямого излучения. Если солнечная система слежения не установлена, ценное прямое излучение будет не захвачено.

Диффузное излучение

Прямое излучение имеет фиксированное направление. Диффузное излучение не имеет фиксированного направления. Когда солнечные лучи рассеиваются частицами, присутствующими в атмосфере, эти рассеянные солнечные лучи объясняют диффузное излучение.

По мере увеличения загрязнения количество диффузного излучения также увеличивается. В холмистых районах и во время зимы процент диффузного излучения увеличивается. Максимальное количество рассеянного излучения захватывается солнечными батареями, когда они удерживаются горизонтально. Это означает, что в случае солнечных панелей, которые находятся под углом для отслеживания большей части прямого излучения, количество рассеянного излучения, захваченного панелями, будет снижаться. Чем больше угол, который солнечные панели создают с землей, тем меньше будет количество рассеянного излучения, захваченного панелями.

Отраженное и глобальное излучение

Отраженное излучение — это компонент излучения, который отражается от поверхностей, отличных от воздушных частиц. Радиация, отраженная от холмов, деревьев, домов, водоемов, отражает отраженное излучение. Отраженное излучение обычно составляет небольшой процент в глобальном излучении, но может вносить до 15% в заснеженные районы.

Глобальное излучение представляет собой сумму прямого, диффузного и отраженного излучения. Солнечное излучение представляет собой комбинацию ультрафиолетовых и инфракрасных волн. Каждая из этих составных частей по-своему влияет на организм.

Влияние солнечной радиации на организм человека

Говоря о влиянии солнца на организм человека, невозможно определить точно. Какое воздействие на здоровье человека оказывается, вред или польза. Лучи Солнца выделяют ультрафиолетовое и инфракрасное излучение. Лучи солнца — это как килокалории, полученные из пищи. Их дефицит приводит к истощению, и в избыточных количествах они вызывают ожирение. Так и в этой ситуации. Умеренное количество солнечной радиации оказывает положительное влияние на организм, тогда как избыток ультрафиолетового излучения провоцирует появление ожогов и развитие многочисленных заболеваний. Влияние

Положительное влияние инфракрасного излучения

Основная особенность инфракрасных лучей — они создают тепловой эффект, которые оказывают положительное влияние на организм человека. Нагревательный элемент способствует расширению кровеносных сосудов и нормализации кровообращения. Тепло оказывает расслабляющее действие на мышцы, обеспечивая легкий противовоспалительный и обезболивающий эффект. Под воздействием тепла увеличивается обмен веществ, нормализуются процессы усвоения биологически активных компонентов. Инфракрасное излучение солнца стимулирует мозг и зрительный аппарат.

Интересно! Благодаря солнечному излучению синхронизирует биологические ритмы тела, начиная с режимов сна и бодрствования. Лечение инфракрасными лучами солнца улучшает состояние кожи и устраняет угри. Теплый свет поднимает настроение и улучшает эмоциональный фон человека. А также улучшают качество спермы у мужчин и потенцию.

Положительное влияние ультрафиолетового излучения

Несмотря на все споры о негативном влиянии ультрафиолетового излучения на организм, его отсутствие может привести к серьезным проблемам со здоровьем. Это один из важнейших факторов существования. И нехватка ультрафиолетового света в организме, привносит такие изменения:
Во-первых, ослабляет иммунную систему (прежде всего влияние оказывается на клетку в организме). Это связано с нарушением поглощения витаминов и минералов, нарушением метаболизма на клеточном уровне.

Солнце восполняет нехватку витамина Д

Существует тенденция к развитию новых или обострению хронических заболеваний, чаще всего возникающих осложнений. Отмеченналетаргия, синдром хронической усталости, снижение уровня эффективности. Отсутствие ультрафиолетового света для детей предотвращает образование витамина D и вызывает замедление. Однако нужно понять, что чрезмерная солнечная активность не принесет пользу организму.

Отрицательное воздействие солнца

Время экспозиции инфракрасных и ультрафиолетовых волн должно быть строго ограничено. Чрезмерная солнечная радиация:

  • может спровоцировать ухудшение общего состояния тела (так называемый термический шок из-за перегрева);
  • отрицательно влияют на кожу, они могут вызывать постоянные изменения;
  • ухудшает зрение;
  • вызывает гормональные нарушения в организме;
  • может спровоцировать развитие аллергических реакций;
  • может спровоцировать негативное влияние на геном человека и на структуру ДНК человека;
  • негативно влияет на плод;
  • негативно влияет на психику человека.
Читайте также:  Гормонотерапия при климаксе последствия

Влияние солнца на кожу

Чрезмерное количество солнечной радиации приводит к серьезным проблемам с кожей. В краткосрочной перспективе вы рискуете ожогами или дерматитом. Это самая маленькая проблема, с которой вы можете столкнуться, очарованная солнцем в жаркий день. Если эта ситуация повторяется с завидной регулярностью, солнечное излучение станет стимулом к образованию злокачественных опухолей в меланоме кожи.

Кроме того, ультрафиолетовое облучение обезвоживает кожу, делая ее тонкой и чувствительной. Но постоянное место жительства под прямыми лучами ускоряет процесс старения, вызывая появление ранних морщин.

Отрицательное воздействие на видение

Эффект солнечного света на визуальном аппарате огромен. Действительно, благодаря лучам света мы получаем информацию о мире вокруг нас. Искусственное освещение в некотором роде может быть альтернативой естественному свету, но с точки зрения чтения и письма с помощью лампы света увеличивается напряжение на глазах.
Говоря о негативном воздействии на человека и о видимом солнечном свете, это означает повреждение глаз при длительном воздействии солнца без солнцезащитных очков.
Из-за дискомфорта, с которым вы можете столкнуться, вы можете выделить боли в глазах, покраснение, светобоязнь. Самое серьезное поражение сетчатки горит. Также возможно высушить кожу, образовать морщины.

Воздействие радиации на организм человека в космосе

Космической радиации является одной из главных опасностей для здоровья от космического полета. Это опасно, потому что он имеет достаточную энергию, чтобы изменить или разрушить ДНК молекул, которые могут повредить или убить клетки. Это может привести к проблемам со здоровьем, начиная от острых эффектов длительное воздействие.

Острые последствия, такие как изменения, в крови, диарея, тошнота и рвота, мягкие и восстановить. Другие эффекты острого облучения гораздо более серьезные, например повреждения центральной нервной системы или даже смерть. Такое облучение не должно возникнуть в результате воздействия космического излучения, за исключением, если космонавт подвергается воздействию солнечных частиц, таких как солнечная вспышка, которая производит высокие дозы радиации.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Все что мы видим вокруг, материя, земля, вода, воздух — миллиарды лет назад появилось в недрах звезд. Мир вокруг нас существует благодаря небесным светилам и их дарам. Жизнь на Земле зародилась и существует благодаря энергии нашей звезды — Солнца. Вся энергия излучаемая Солнцем именуется солнечной радиацией.

Под радиацией, принято считать, ионизирующие излучения, сопровождающие ядерные и термоядерные реакции, оказывающие исключительно вредное и опасное воздействие на живые организмы. Солнечная радиация это более обширное понятие, включающее в себя совокупность материи, волнового и теплового излучения поступающих нам от светила. При ее недостатке, невозможно нормальное развитие и функционирование человеческого организма, избыток оказывает отрицательное воздействие и может быть губителен.

Состав солнечной радиации и ее виды

Солнечное излучение включает в себя электромагнитную и корпускулярную составляющие. Корпускулярное — это поток протонов, электронов и альфа-частиц обладающих большой энергией и образующих солнечный ветер. Поверхность планеты, надежно защищена от губительного воздействия, этого вида излучения, мощным магнитным полем порождаемым ядром Земли. Частицы прошедшие магнитный барьер задерживаются в верхних слоях атмосферы — ионосфере, вызывая красочную цветную феерию — полярное сияние. В сравнении с волновым излучением, энергия корпускулярного невелика и практически не оказывает влияния на биосферу Земли.

Электромагнитное солнечное излучение, в зависимости от длинны волны, подразделяется на:

  • гамма-излучение.
  • рентгеновское.
  • радиоволны.
  • инфракрасное — тепловое.
  • свет видимой глазом части спектра.
  • ультрафиолетовое.

Рентгеновское и гамма-излучение почти полностью рассеиваются в ионосфере, не достигают поверхности и существенного влияния на формирование климата не оказывают.

Основную роль в развитии жизни на Земле играет коротковолновая солнечная радиация — инфракрасное и ультрафиолетовое излучение, невидимая глазом часть спектра. Причем две трети от совокупности энергии солнца составляет тепло и видимый свет. На ультрафиолет приходится менее 9%, озоновый слой пропускает всего 1%, тем не менее, он является чрезвычайно важным для всех живых организмов. Благодаря ультрафиолетовому излучению идут процессы фотосинтеза в растениях и протекают сложные химические реакции органических соединений. Чрезмерное воздействие ультрафиолета губительно для всего живого.

Солнечную радиацию подразделяет на прямую и рассеянную. Прямая это половина всего излучения достигающего поверхности. Рассеянная — вторая половина, задерживаемая и поглощаемая атмосферой.

Как влияет на организм человека

Солнечная радиация необходима для жизнедеятельности человека. Однако все хорошо в меру, избыток излучения несомненно вреден и может быть опасен для здоровья.

Ультрафиолетовое излучение — невидимая человеческому глазу часть солнечного спектра. Поверхности земли достигает лишь небольшая его часть, с наиболее короткой длинной волны. В разумных пределах, оказывает исключительно положительное влияние на человека, а именно:

  • под влиянием ультрафиолета синтезируется витамин D, отвечающий за связывание соединений кальция и формирование костной ткани. Особенно это важно для развивающегося детского организма. При недостатке солнечного света, велик риск нарушения роста и развития рахита.
  • обладает бактерицидным действием, нормализует обмен веществ, укрепляет иммунную систему организма.
  • стимулирует выработку эндорфинов. Именно поэтому, в ясную солнечную погоду почти всегда хорошее настроение и отличное самочувствие.
Читайте также:  При воспалении печени температура есть

Однако, превышение допустимых значений ультрафиолетового облучения, крайне опасно и вредно. Длительное пребывание на открытом воздухе в неблагоприятное время дня может вызвать солнечные ожоги, тепловые удары, способствует развитию онкологических заболеваний, изменению состава крови.

Видимая человеческому глазу часть спектра солнечной радиации позволяет получать 80% процентов информации о внешнем мире. Свет регулирует фазы бодрствования — сна, влияет на скорость обмена веществ, общее самочувствие, эмоциональное настроение.

Цветовая гамма, интенсивность освещения оказывают психофизиологическое воздействие на человека. Холодные оттенки синего и фиолетового угнетают активность организма, способствуют понижению артериального давления и сердечного ритма. Красный и теплые цвета, наоборот увеличивают скорость реакции, возбуждают центральную нервную систему. Средняя часть видимого спектра — оттенки зеленого и желтого, успокаивают, положительно влияют на работоспособность и настроение.

Недостаточная освещенность снижает эффективность зрительного аппарата, повышает утомляемость и угнетает эмоциональное состояние людей.

Инфракрасное излучение — является по сути тепловым. Невидимое глазу, именно оно играет решающую роль в формировании климатических условий на планете.

Влияние на человека заключается в создании температурного режима. Оптимальная комфортная температура внешней среды от +18 до 25С. При ее превышении повышается нагрузка на сердечно-сосудистую систему, снижается работоспособность и концентрация внимания. Понижение температуры, требует от человека дополнительных затрат на тепловую защиту. Влияет на психоэмоциональное состояние.

Инфракрасное излучение широко используется в медицине для диагностики и лечения различных заболеваний. Тепло активизирует защитные силы организма для борьбы с инфекциями.

Как защитить себя от солнечной радиации

Следует понимать, что главная защита от вредного воздействие радиации это ограничение времени пребывания под прямыми солнечными лучами. Принимать солнечные ванны можно только в утренние и вечерние часы, когда высота светила над горизонтом не велика и атмосфера земли, создает дополнительную защиту агрессивному излучению.

Использование солнцезащитных кремов, частично спасает кожу от ожогов, но не дает должного эффекта против уфльтрафиолета самого короткого диапазона.

Поэтому, если нет возможности переждать полуденную жару в помещении, единственной надежной защитой, является использование одежды светлых оттенков, головного убора, солнцезащитных очков. Несмотря на высокую температуру воздуха, ткань должна закрывать большую часть тела и не допускать длительного контакта отдельных участков кожи с солнечным излучением.

Нужно помнить, что активное полуденное солнце опасно не только ожогами, но и прежде всего нарушением обмена веществ, сбоем общего гормонального фона, как следствие риском развития онкозаболеваний кожи и кроветворной системы организма.

На настоящий момент времени, доказано, что солнечный загар является защитной функцией кожи и никакого положительного эффекта в себе не несет. Поэтому нет ни какой необходимости рисковать здоровьем, ради сомнительной красоты. Человеческому организму, для поддержания необходимого уровня воздействия ультрафиолета, вполне достаточно одного часа утром на пляже, излучения получаемого в течение дня и вечерней прогулки.

Радиационный баланс и влияние радиации на климат

Рассеянная радиация вносит свой вклад в формирование климата на планете, однако, решающую роль играет прямая, достигающая земли и нагревающая ее. Поверхность, в свою очередь становится источником инфракрасного излучения, которое частично задерживается содержащимися в атмосфере парниковыми элементам — водяным паром, углекислым газом, пылью. Возникает эффект обмена энергией, когда излучене земли компенсируется противоизлучением атмосферы, который получил название радиационного баланса.

Радиационный баланс может быть как положительным, так и отрицательным. Летним днем, тепловая энергия накапливается у поверхности, приток ее больше чем рассеяние, что вызывает повышение температуры, увеличение концентрации водяного пара и соответственно увеличение парникового эффекта.

Зимой, когда угол падения прямых солнечных лучей низок, продолжительность дня уменьшается, поверхность нагревается менее интенсивно, радиационный баланс становится отрицательным, что вызывает понижение температуры. С наступлением заморозков, влажность воздуха резко снижается, потери тепловой энергии землей еще более увеличиваются. Температура начинает понижаться до очередной точки равновесия радиационного баланса.

На значение радиационного баланса и климат конкретного региона влияет географическая широта, из-за наклона оси вращения земли. Особенности рельефа, формирующие розу ветров, расстояние от побережья океана и морские течения.

Мы все существуем благодаря Солнцу и его энергии, однако нельзя забывать, что мир не статичен. На протяжении истории, условия на Земле неоднократно кардинально менялись, от ледниковых периодов до жарких тропиков. Воздействие солнечной радиации на жизнедеятельность человека и климат на планете носит решающий характер. Мы еще не научились управлять погодой и не до конца изучили механизмы формирования климата.

Поэтому, чтобы человек не оказался в роли очередного динозавра или мамонта, крайне необходимы дополнительные исследования в этой области.

Оцените статью
MyPochki.ru
Добавить комментарий

Adblock detector