Solstråling - hvad er det? Samlet solstråling. Begrebet solstråling

Solstråling kaldet strømmen af ​​strålingsenergi fra solen, der går til klodens overflade. Strålende energi fra solen er den primære kilde til andre typer energi. Absorberet af jordens og vandets overflade omdannes det til termisk energi og i grønne planter - til den kemiske energi af organiske forbindelser. Solstråling er den vigtigste klimafaktor og hovedårsagen til vejrændringer, da forskellige fænomener, der forekommer i atmosfæren, er forbundet med termisk energi modtaget fra solen.

Solstråling, eller strålingsenergi, er i sagens natur en strøm af elektromagnetiske svingninger, der forplanter sig i en lige linje med en hastighed på 300.000 km/sek. med en bølgelængde fra 280 nm til 30.000 nm. Strålende energi udsendes i form af individuelle partikler kaldet kvanter eller fotoner. For at måle lysets bølgelængde bruges nanometer (nm) eller mikron, millimikron (0,001 mikron) og anstromer (0,1 millimikron). Der er infrarøde usynlige varmestråler med en bølgelængde fra 760 til 2300 nm; synlige lysstråler (rød, orange, gul, grøn, cyan, indigo og violet) med bølgelængder fra 400 (violet) til 759 nm (rød); ultraviolette eller kemisk usynlige stråler med en bølgelængde fra 280 til 390 nm. Stråler med en bølgelængde mindre end 280 millimikron når ikke jordens overflade på grund af deres absorption af ozon i høje lag af atmosfæren.

Ved kanten af ​​atmosfæren er den spektrale sammensætning af solstråler i procent som følger: infrarøde stråler 43 %, lysstråler 52 % og ultraviolette stråler 5 %. På jordens overflade, i en solhøjde på 40°, har solstråling (ifølge N.P. Kalitin) følgende sammensætning: infrarøde stråler 59%, lysstråler 40% og ultraviolette stråler 1% af den samlede energi. Spændingen af ​​solstråling stiger med højden over havets overflade, og også når solens stråler falder lodret, da strålerne skal passere mindre atmosfære. I andre tilfælde vil overfladen modtage mindre sollys, jo lavere solen er, eller afhængigt af strålernes indfaldsvinkel. Spændingen af ​​solstråling falder på grund af overskyethed, atmosfærisk luftforurening med støv, røg mv.

Desuden opstår først og fremmest tabet (absorptionen) af kortbølgede stråler, og derefter varme og lys. Solens strålingsenergi er kilden til liv på jorden for plante- og dyreorganismer og den vigtigste faktor i det omgivende luftmiljø. Det har en række forskellige effekter på kroppen, som med optimal dosering kan være meget positive, og ved overdosis (overdosis) kan det være negativt. Alle stråler har både termiske og kemiske virkninger. For stråler med lang bølgelængde kommer den termiske effekt desuden i forgrunden, og med en kortere bølgelængde kommer den kemiske effekt til syne.

Den biologiske effekt af stråler på et dyrs krop afhænger af bølgelængden og deres amplitude: Jo kortere bølgerne er, jo hyppigere er deres svingninger, jo større er kvanteenergien og jo stærkere er kroppens reaktion på en sådan bestråling. Kortbølgede ultraviolette stråler, når de udsættes for væv, forårsager fænomenet fotoelektrisk effekt i dem med udseendet af løsrevne elektroner og positive ioner i atomer. Dybden af ​​penetration af forskellige stråler ind i kroppen er ikke den samme: infrarøde og røde stråler trænger ind i flere centimeter, synlige (lyse) stråler trænger ind i flere millimeter, og ultraviolette stråler trænger kun ind 0,7-0,9 mm; stråler kortere end 300 millimikron trænger ind i dyrevæv til en dybde på 2 millimikron. Med en så ubetydelig indtrængningsdybde af strålerne har sidstnævnte en forskelligartet og betydelig effekt på hele kroppen.

Solstråling- en meget biologisk aktiv og konstant fungerende faktor, som har stor betydning for dannelsen af ​​en række kropsfunktioner. For eksempel gennem øjet påvirker synlige lysstråler hele organismen af ​​dyr, hvilket forårsager ubetingede og betingede refleksreaktioner. Infrarøde varmestråler udøver deres indflydelse på kroppen både direkte og gennem genstande, der omgiver dyret. Dyrenes kroppe absorberer og udsender løbende infrarøde stråler (strålingsudveksling), og denne proces kan variere betydeligt afhængigt af temperaturen på dyrets hud og omgivende genstande. Ultraviolette kemiske stråler, hvis kvanta har betydeligt højere energi end kvanterne af synlige og infrarøde stråler, udmærker sig ved den største biologiske aktivitet og virker på dyrekroppen gennem humorale og neurorefleksbaner. UV-stråler virker primært på hudens eksteroreceptorer og påvirker derefter refleksivt de indre organer, især de endokrine kirtler.

Langvarig eksponering for optimale doser af strålende energi fører til hudtilpasning og mindre reaktivitet. Under påvirkning af sollys øges hårvækst, sved- og talgkirtlers funktion, stratum corneum tykkere og epidermis tykkere, hvilket fører til en stigning i kroppens hudmodstand. I huden dannes biologisk aktive stoffer (histamin og histaminlignende stoffer), som kommer i blodet. Disse samme stråler fremskynder celleregenerering under helingen af ​​sår og sår på huden. Under påvirkning af stråleenergi, især ultraviolette stråler, dannes pigmentet melanin i hudens basallag, hvilket reducerer hudens følsomhed over for ultraviolette stråler. Pigment (tan) er som en biologisk skærm, der letter refleksion og spredning af stråler.

Den positive effekt af sollys påvirker blodet. Systematisk moderat eksponering for dem forbedrer hæmatopoiesis signifikant med en samtidig stigning i antallet af erytrocytter og hæmoglobinindhold i det perifere blod. Hos dyr efter blodtab eller som har lidt af alvorlige sygdomme, især infektiøse, stimulerer moderat udsættelse for sollys blodregenerering og øger dets koagulerbarhed. Moderat udsættelse for sollys øger gasudvekslingen hos dyr. Åndedrættets dybde øges, og vejrtrækningsfrekvensen falder, mængden af ​​tilført ilt øges, mere kuldioxid og vanddamp frigives, og derfor forbedres ilttilførslen til væv, og oxidative processer øges.

En stigning i proteinmetabolismen kommer til udtryk ved øget nitrogenaflejring i væv, hvilket resulterer i hurtigere vækst hos unge dyr. Overdreven solstråling kan forårsage en negativ proteinbalance, især hos dyr, der lider af akutte infektionssygdomme, samt andre sygdomme ledsaget af forhøjet kropstemperatur. Bestråling fører til øget aflejring af sukker i leveren og musklerne i form af glykogen. Mængden af ​​underoxiderede produkter (acetonelegemer, mælkesyre osv.) i blodet falder kraftigt, dannelsen af ​​acetylcholin øges og stofskiftet normaliseres, hvilket især er vigtigt for højproduktive dyr.

Hos afmagrede dyr sænkes intensiteten af ​​fedtstofskiftet, og fedtaflejringen øges. Intens belysning hos overvægtige dyr øger tværtimod fedtstofskiftet og forårsager øget fedtforbrænding. Derfor er det tilrådeligt at udføre halvfedt og fedtopfedning af dyr under forhold med mindre solstråling.

Under påvirkning af ultraviolette stråler fra solstråling omdannes ergosterol fundet i fødevareplanter og dehydrocholesterol i huden på dyr til aktive vitaminer D 2 og D 3, som forbedrer fosfor-calcium-metabolismen; den negative balance af calcium og fosfor bliver positiv, hvilket bidrager til aflejringen af ​​disse salte i knoglerne. Sollys og kunstig bestråling med ultraviolette stråler er en af ​​de effektive moderne metoder til forebyggelse og behandling af rakitis og andre dyresygdomme forbundet med nedsat calcium- og fosforstofskifte.

Solstråling, især lys og ultraviolette stråler, er den vigtigste faktor, der forårsager sæsonbestemt seksuel periodicitet hos dyr, da lys stimulerer den gonadotrope funktion af hypofysen og andre organer. Om foråret, i perioden med stigende intensitet af solstråling og lyseksponering, øges udskillelsen af ​​gonaderne som regel hos de fleste dyrearter. En stigning i seksuel aktivitet hos kameler, får og geder observeres med en afkortning af dagslyset. Hvis får holdes i mørke rum i april-juni, kommer de ikke i brunst om efteråret (som sædvanligt), men i maj. Mangel på lys hos dyr i vækst (i vækst- og pubertetsperioden) fører ifølge K.V Svechin til dybtgående, ofte irreversible kvalitative ændringer i kønskirtlerne, og hos voksne dyr reducerer det seksuel aktivitet og fertilitet eller forårsager midlertidig infertilitet.

Synligt lys eller graden af ​​belysning har en væsentlig indflydelse på ægudvikling, brunst, ynglesæsonens varighed og drægtighed. På den nordlige halvkugle er ynglesæsonen normalt kort, og på den sydlige halvkugle er den længst. Under påvirkning af kunstig belysning hos dyr reduceres deres drægtighedsvarighed fra flere dage til to uger. Effekten af ​​synlige lysstråler på kønskirtlerne kan i vid udstrækning bruges i praksis. Eksperimenter udført i laboratoriet for zoohygiejne VIEV har vist, at belysningen af ​​lokaler med en geometrisk koefficient på 1: 10 (ifølge KEO, 1,2-2%) sammenlignet med belysningen på 1: 15-1: 20 og lavere (ifølge KEO, 1,2-2%) til KEO, 0,2 -0,5%) har en positiv effekt på den kliniske og fysiologiske tilstand af drægtige søer og pattegrise op til 4 måneders alderen, hvilket sikrer produktion af stærke og levedygtige afkom. Vægtforøgelsen for smågrise øges med 6 % og deres sikkerhed med 10-23,9 %.

Solstråler, især ultraviolette, violette og blå, dræber eller svækker levedygtigheden af ​​mange patogene mikroorganismer og forsinker deres reproduktion. Således er solstråling et kraftfuldt naturligt desinfektionsmiddel af det ydre miljø. Under påvirkning af sollys øges kroppens generelle tone og dens modstand mod infektionssygdomme, og specifikke immunreaktioner øges også (P. D. Komarov, A. P. Onegov, etc.). Det er blevet bevist, at moderat bestråling af dyr under vaccination hjælper med at øge titeren og andre immunlegemer, væksten af ​​det fagocytiske indeks, og omvendt reducerer intens bestråling blodets immunegenskaber.

Af alt, hvad der er sagt, følger det, at manglen på solstråling må betragtes som en meget ugunstig ydre tilstand for dyr, hvorunder de er frataget den vigtigste aktivator af fysiologiske processer. Under hensyntagen til dette bør dyrene placeres i tilstrækkeligt lyse rum, motioneres regelmæssigt og holdes på græs om sommeren.

Normalisering af naturlig belysning i værelser udføres ved hjælp af geometriske eller belysningsmetoder. I praksis med at bygge husdyr- og fjerkræbygninger bruges den geometriske metode hovedsageligt, ifølge hvilken normerne for naturlig belysning bestemmes af forholdet mellem vinduesarealet (glas uden rammer) og gulvarealet. På trods af den geometriske metodes enkelhed er belysningsstandarder ikke etableret nøjagtigt ved hjælp af den, da der i dette tilfælde ikke tages hensyn til lysklimatiske egenskaber i forskellige geografiske zoner. For mere præcist at bestemme belysningen i rum, brug belysningsmetoden eller bestemmelsen dagslysfaktor(KEO). Den naturlige lysfaktor er forholdet mellem rumbelysning (målt punkt) og ekstern belysning i det vandrette plan. KEO er afledt af formlen:

K = E:E n ⋅100 %

Hvor K er koefficienten for naturligt lys; E - indendørs belysning (i lux); E n - udendørs belysning (i lux).

Man skal huske på, at overdreven brug af solstråling, især på dage med høj solstråling, kan forårsage betydelig skade på dyr, især forårsage forbrændinger, øjensygdomme, solstik osv. Følsomheden over for sollys påvirkninger stiger markant fra introduktionen af såkaldte sensibilisatorer (hæmatoporphyrin, galdepigmenter, klorofyl, eosin, methylenblåt osv.). Det antages, at disse stoffer akkumulerer kortbølgede stråler og omdanner dem til langbølgede stråler med absorption af en del af den energi, der frigives af vævene, som et resultat af hvilket vævenes reaktivitet øges.

Solskoldning hos dyr observeres oftest på områder af kroppen med sart, tyndt dækket med hår, ikke-pigmenteret hud som følge af udsættelse for varme (solarytem) og ultraviolette stråler (fotokemisk betændelse i huden). Hos heste ses solskoldning på ikke-pigmenterede områder af hovedbunden, læberne, næseborene, halsen, lysken og lemmerne, og hos kvæg på huden på yverpatterne og mellemkødet. I de sydlige regioner er solskoldning mulig hos hvide grise.

Stærkt sollys kan irritere nethinden, hornhinden og årehinden i øjet og beskadige linsen. Ved langvarig og intens stråling opstår keratitis, uklarhed af linsen og nedsat visuel akkommodation. Opholdsforstyrrelser observeres oftere hos heste, hvis de holdes i stalde med lave vinduer mod syd, som hestene bindes mod.

Solstik opstår som følge af alvorlig og langvarig overophedning af hjernen, overvejende af termiske infrarøde stråler. Sidstnævnte trænger gennem hovedbunden og kraniet, når hjernen og forårsager hyperæmi og en stigning i dens temperatur. Som følge heraf virker dyret først deprimeret, og derefter ophidset, de respiratoriske og vasomotoriske centre forstyrres. Svaghed, ukoordinerede bevægelser, åndenød, hurtig puls, hyperæmi og cyanose i slimhinderne, skælven og kramper noteres. Dyret kan ikke stå på benene og falder til jorden; alvorlige tilfælde ender ofte med at dyret dør på grund af symptomer på lammelse af hjertet eller åndedrætscentret. Solstik er især alvorligt, hvis det kombineres med hedeslag.

For at beskytte dyr mod direkte sollys er det nødvendigt at holde dem i skyggen i de varmeste timer på dagen. For at forhindre solstik, især hos arbejdsheste, får de pandebeskyttere i hvidt kanvas.

Solstråling (solstråling) er helheden af ​​solstof og energi, der kommer ind i Jorden. Solstråling består af følgende to hoveddele: for det første termisk og lysstråling, som er en kombination af elektromagnetiske bølger; for det andet corpuskulær stråling.

På Solen bliver den termiske energi fra kernereaktioner til strålingsenergi. Når solens stråler falder på jordens overflade, omdannes strålingsenergi igen til termisk energi. Solstråling transporterer således lys og varme.

Solens strålingsintensitet. Solens konstant. Solstråling er den vigtigste varmekilde for den geografiske kappe. Den anden varmekilde til den geografiske skal er varmen, der kommer fra de indre sfærer og lag på vores planet.

På grund af det faktum, at der i den geografiske skal er én type energi ( strålende energi ) går tilsvarende ind i en anden form ( termisk energi ), så kan solstrålingens strålingsenergi udtrykkes i enheder af termisk energi - joule (J).

Intensiteten af ​​solstråling skal primært måles uden for atmosfæren, da den, når den passerer gennem luftsfæren, transformeres og svækkes. Intensiteten af ​​solstråling udtrykkes ved solkonstanten.

Solens konstant - dette er strømmen af ​​solenergi på 1 minut til et område med et tværsnit på 1 cm 2, vinkelret på solens stråler og placeret uden for atmosfæren. Solkonstanten kan også defineres som mængden af ​​varme, der modtages på 1 minut ved atmosfærens øvre grænse af 1 cm 2 af en sort overflade vinkelret på solens stråler.

Solens konstant er 1,98 cal/(cm 2 x min), eller 1.352 kW/m 2 x min..

Da den øvre atmosfære absorberer en betydelig del af stråling, er det vigtigt at kende dens størrelse ved den øvre grænse af den geografiske kappe, dvs. i den nedre stratosfære. Solstråling ved den øvre grænse af den geografiske kappe udtrykkes konventionel solkonstant . Værdien af ​​den konventionelle solkonstant er 1,90 - 1,92 cal / (cm 2 x min), eller 1,32 - 1,34 kW / (m 2 x min).

Solkonstanten forbliver i modsætning til dens navn ikke konstant. Det ændrer sig på grund af ændringer i afstanden fra Solen til Jorden, når Jorden bevæger sig langs sin bane. Uanset hvor små disse udsving er, påvirker de altid vejret og klimaet.

I gennemsnit modtager hver kvadratkilometer af troposfæren 10,8 x 10 15 J (2,6 x 10 15 cal) om året. Denne mængde varme kan opnås ved at brænde 400.000 tons kul. Hele Jorden modtager en mængde varme om året, der er bestemt af værdien 5,74 x 10 24 J. (1,37 x 10 24 cal).



Fordeling af solstråling "ved atmosfærens øvre grænse" eller med en absolut gennemsigtig atmosfære. Viden om fordelingen af ​​solstråling, før den kommer ind i atmosfæren, eller den såkaldte sol (solrigt) klima , er vigtig for at bestemme rollen og andelen af ​​deltagelse af Jordens luftskal selv (atmosfæren) i fordelingen af ​​varme over jordens overflade og i dannelsen af ​​dens termiske regime.

Mængden af ​​solvarme og lys, der modtages pr. arealenhed, bestemmes for det første af strålernes indfaldsvinkel, afhængigt af Solens højde over horisonten, og for det andet af døgnets længde.

Fordelingen af ​​stråling ved den øvre grænse af det geografiske hylster, kun bestemt af astronomiske faktorer, er mere ensartet end dens faktiske fordeling på jordens overflade.

I mangel af en atmosfære ville den årlige mængde af stråling på ækvatoriale breddegrader være 13.480 MJ/cm2 (322 kcal/cm2) og ved polerne 5.560 MJ/m2 (133 kcal/cm2). Til de polære breddegrader sender Solen varme lidt mindre end halvdelen (ca. 42%) af den mængde, der ankommer til ækvator.

Det ser ud til, at Jordens solbestråling er symmetrisk i forhold til ækvatorialplanet. Men dette sker kun to gange om året, på dagene for forårs- og efterårsjævndøgn. Rotationsaksens hældning og Jordens årlige bevægelse bestemmer dens asymmetriske bestråling fra Solen. I januar-delen af ​​året modtager den sydlige halvkugle mere varme, og i juli-delen modtager den nordlige halvkugle mere varme. Dette er netop hovedårsagen til årstidens rytme i den geografiske konvolut.

Forskellen mellem ækvator og polen på sommerhalvkuglen er lille: Ækvator modtager 6.740 MJ/m2 (161 kcal/cm2), og polen modtager omkring 5.560 MJ/m2 (133 kcal/cm2 pr. halvår). Men polarlandene på vinterhalvkuglen er samtidig fuldstændig berøvet solvarme og lys.

På solhvervsdagen modtager polen endnu mere varme end ækvator - 46,0 MJ/m2 (1,1 kcal/cm2) og 33,9 MJ/m2 (0,81 kcal/cm2).

Generelt er det årlige solklima ved polerne 2,4 gange koldere end ved ækvator. Vi skal dog huske på, at om vinteren bliver polerne slet ikke opvarmet af Solen.

Det faktiske klima på alle breddegrader skyldes i høj grad terrestriske faktorer. De vigtigste af disse faktorer er: For det første svækkelsen af ​​stråling i atmosfæren og for det andet den forskellige intensitet af absorption af solstråling af jordens overflade under forskellige geografiske forhold.

Ændringer i solstrålingen, når den passerer gennem atmosfæren. Direkte sollys, der trænger ind i atmosfæren under en skyfri himmel, kaldes direkte solstråling . Dens maksimale værdi med høj gennemsigtighed af atmosfæren på en overflade vinkelret på strålerne i den tropiske zone er omkring 1,05 - 1,19 kW/m 2 (1,5 - 1,7 cal/cm 2 x min. På mellembreddegrader er spændingen af ​​middagsstråling er normalt omkring 0,70 - 0,98 kW / m 2 x min (1,0 - 1,4 cal / cm 2 x min I bjergene stiger denne værdi betydeligt).

Nogle af solens stråler fra kontakt med gasmolekyler og aerosoler spredes og bliver spredt stråling . Spredt stråling kommer ikke længere til jordens overflade fra solskiven, men fra hele himlen og skaber udbredt dagslys. Det gør det lyst på solrige dage, og hvor direkte stråler ikke trænger ind, for eksempel under skovkronen. Sammen med direkte stråling tjener diffus stråling også som en kilde til varme og lys.

Jo mere intens den direkte linje er, jo større er den absolutte værdi af spredt stråling. Den relative betydning af spredt stråling stiger med den aftagende rolle, som direkte stråling spiller: på mellembreddegrader om sommeren udgør den 41 %, og om vinteren 73 % af den samlede strålingsankomst. Andelen af ​​spredt stråling i den samlede mængde af total stråling afhænger også af Solens højde. På høje breddegrader tegner spredt stråling sig for omkring 30 %, og på polære breddegrader står den for omkring 70 % af al stråling.

Generelt tegner spredt stråling sig for omkring 25% af den samlede flux af solstråler, der ankommer til vores planet.

Direkte og diffus stråling når således jordens overflade. Sammen dannes direkte og spredt stråling total stråling , som bestemmer troposfærens termiske regime .

Ved at absorbere og sprede stråling svækker atmosfæren den markant. Dæmpningsbeløb afhænger af gennemsigtighedskoefficient, viser hvor stor en andel af strålingen der når jordens overflade. Hvis troposfæren kun bestod af gasser, ville gennemsigtighedskoefficienten være lig med 0,9, dvs. den ville transmittere omkring 90% af strålingen, der når Jorden. Der er dog altid aerosoler i luften, hvilket reducerer gennemsigtighedskoefficienten til 0,7 - 0,8. Atmosfærens gennemsigtighed ændrer sig med vejret.

Da luftens tæthed falder med højden, bør det gaslag, som strålerne gennemtrænger, ikke udtrykkes i km atmosfærisk tykkelse. Den anvendte måleenhed er optisk masse, lig med tykkelsen af ​​luftlaget med lodret indfald af stråler.

Svækkelsen af ​​strålingen i troposfæren er let at observere i løbet af dagen. Når Solen er nær horisonten, trænger dens stråler igennem flere optiske masser. Samtidig svækkes deres intensitet så meget, at man kan se på Solen med et ubeskyttet øje. Når solen står op, falder antallet af optiske masser, som dens stråler passerer igennem, hvilket fører til en stigning i strålingen.

Graden af ​​dæmpning af solstråling i atmosfæren udtrykkes Lamberts formel :

I i = I 0 p m , hvor

I i - stråling, der når jordens overflade,

I 0 - solkonstant,

p – gennemsigtighedskoefficient,

m er antallet af optiske masser.

Solstråling på jordens overflade. Mængden af ​​strålingsenergi pr. enhed af jordens overflade afhænger først og fremmest af indfaldsvinklen for solens stråler. Ens områder ved ækvator og på mellem- og højbreddegrader modtager forskellige mængder stråling.

Solens belysning (belysning) er stærkt reduceret overskyethed. Store skyer på ækvatoriale og tempererede breddegrader og lave skyer på tropiske breddegrader foretager betydelige justeringer af zonefordelingen af ​​solstrålingsenergi.

Fordelingen af ​​solvarme over jordens overflade er afbildet på kort over den samlede solstråling. Som disse kort viser, modtager tropiske breddegrader den største mængde solvarme - fra 7.530 til 9.200 MJ/m2 (180-220 kcal/cm2). Ækvatoriske breddegrader modtager på grund af kraftig overskyet lidt mindre varme: 4.185 – 5.860 MJ/m2 (100-140 kcal/cm2).

Fra tropiske til tempererede breddegrader falder strålingen. På de arktiske øer er det ikke mere end 2.510 MJ/m2 (60 kcal/cm2) om året. Fordelingen af ​​stråling over jordens overflade har en zoneregional karakter. Hver zone er opdelt i separate områder (regioner), lidt forskellige fra hinanden.

Sæsonbestemte udsving i den samlede stråling.

På ækvatoriale og tropiske breddegrader varierer Solens højde og solstrålernes indfaldsvinkel lidt fra måned til måned. Den samlede stråling i alle måneder er karakteriseret ved store værdier, sæsonændringen i termiske forhold er enten fraværende eller meget ubetydelig. I ækvatorialbæltet er to maksima svagt synlige, svarende til Solens zenithalposition.

I den tempererede zone I det årlige strålingsforløb er sommermaksimum tydeligt udtalt, hvor den månedlige værdi af den samlede stråling ikke er mindre end den tropiske. Antallet af varme måneder falder med breddegraden.

I polarzonerne strålingsregimet ændrer sig dramatisk. Her, afhængigt af breddegraden, fra flere dage til flere måneder, stopper ikke kun opvarmning, men også belysning. Om sommeren er belysningen her kontinuerlig, hvilket øger mængden af ​​månedlig stråling markant.

Assimilering af stråling af jordens overflade. Albedo. Den samlede stråling, der når jordens overflade, absorberes delvist af jord- og vandområder og bliver til varme. På havene og havene bruges den samlede stråling på fordampning. En del af den samlede stråling reflekteres ind i atmosfæren ( reflekteret stråling).

SOLSTRÅLING

SOLSTRÅLING- elektromagnetisk og korpuskulær stråling fra Solen. Elektromagnetisk stråling bevæger sig som elektromagnetiske bølger med lysets hastighed og trænger ind i jordens atmosfære. Solstråling når jordens overflade i form af direkte og diffus stråling.
Solstråling er den vigtigste energikilde for alle fysiske og geografiske processer, der finder sted på jordens overflade og i atmosfæren (se Insolation). Solstråling måles normalt ved dens termiske effekt og udtrykkes i kalorier pr. overfladeenhed pr. tidsenhed. I alt modtager Jorden mindre end to milliarder af sin stråling fra Solen.
Spektralområdet for elektromagnetisk stråling fra Solen er meget bredt - fra radiobølger til røntgenstråler - men dens maksimale intensitet falder på den synlige (gul-grønne) del af spektret.
Der er også en korpuskulær del af solstrålingen, der hovedsageligt består af protoner, der bevæger sig fra Solen med hastigheder på 300-1500 km/s (solvind). Under soludbrud produceres der også højenergipartikler (hovedsageligt protoner og elektroner), der danner solkomponenten i kosmiske stråler.
Energibidraget fra den korpuskulære komponent af solstråling til dens samlede intensitet er lille sammenlignet med den elektromagnetiske. Derfor bruges udtrykket "solstråling" i en række anvendelser i en snæver betydning, hvilket kun betyder dens elektromagnetiske del.
Mængden af ​​solstråling afhænger af solens højde, årstiden og atmosfærens gennemsigtighed. Aktinometre og pyrheliometre bruges til at måle solstråling. Intensiteten af ​​solstråling måles sædvanligvis ved dens termiske effekt og udtrykkes i kalorier pr. overfladeenhed pr. tidsenhed.
Solstråling påvirker Jorden stærkt kun i dagtimerne, selvfølgelig - når Solen er over horisonten. Også solstråling er meget stærk nær polerne under polare dage, hvor solen er over horisonten selv ved midnat. Men om vinteren, de samme steder, stiger Solen slet ikke over horisonten og påvirker derfor ikke regionen. Solstråling er ikke blokeret af skyer, og når derfor stadig Jorden (når Solen er direkte over horisonten). Solstråling er en kombination af Solens klare gule farve og varme, varme passerer også gennem skyer. Solstråling overføres til Jorden ved stråling og ikke ved termisk ledning.
Mængden af ​​stråling, der modtages af et himmellegeme, afhænger af afstanden mellem planeten og stjernen - efterhånden som afstanden fordobles, fordobles mængden af ​​stråling, der modtages fra stjernen til planeten (proportionalt med kvadratet af afstanden mellem planeten og planeten). stjernen). Således fører selv små ændringer i afstanden mellem planeten og stjernen (afhængig af kredsløbets excentricitet) til en betydelig ændring i mængden af ​​stråling, der kommer ind på planeten. Excentriciteten af ​​jordens kredsløb er heller ikke konstant - i løbet af årtusinder ændrer den sig og danner periodisk en næsten perfekt cirkel, nogle gange når excentriciteten 5% (i øjeblikket er den 1,67%), det vil sige, ved perihelium modtager Jorden i øjeblikket 1,033 mere solstråling end ved aphelion, og ved den største excentricitet - mere end 1,1 gange. Mængden af ​​indkommende solstråling afhænger dog meget stærkere af årstidernes ændringer - i øjeblikket forbliver den samlede mængde solstråling, der kommer ind på Jorden, praktisk talt uændret, men på breddegrader på 65 N (breddegraden af ​​de nordlige byer i Rusland og Canada) ) om sommeren mængden af ​​indkommende solstråling mere end 25% mere end om vinteren. Dette sker, fordi Jorden hælder i en vinkel på 23,3 grader i forhold til Solen. Vinter- og sommerændringer kompenseres gensidigt, men ikke desto mindre bliver afstanden mellem vinter og sommer større og større, efterhånden som observationsstedets breddegrad øges, så ved ækvator er der ingen forskel på vinter og sommer. Ud over polarcirklen er solstrålingen meget høj om sommeren og meget lav om vinteren. Dette former klimaet på Jorden. Derudover kan periodiske ændringer i excentriciteten af ​​jordens kredsløb føre til fremkomsten af ​​forskellige geologiske epoker: f.eks.

1. Hvad er solstråling? I hvilke enheder måles det? Hvad afhænger dens størrelse af?

Den samlede mængde strålingsenergi, som Solen sender, kaldes solstråling, normalt udtrykt i kalorier eller joule pr. kvadratcentimeter pr. minut. Solstråling er ujævnt fordelt over jorden. Det kommer an på:

Fra luftens tæthed og fugtighed - jo højere de er, jo mindre stråling modtager jordens overflade;

Afhængigt af områdets geografiske breddegrad stiger mængden af ​​stråling fra polerne til ækvator. Mængden af ​​direkte solstråling afhænger af længden af ​​den vej, som solens stråler rejser gennem atmosfæren. Når Solen er i zenit (strålernes indfaldsvinkel er 90°), rammer dens stråler Jorden gennem den korteste vej og afgiver intensivt deres energi til et lille område;

Fra Jordens årlige og daglige bevægelse - på de mellemste og høje breddegrader varierer indstrømningen af ​​solstråling meget efter årstiderne, hvilket er forbundet med ændringer i Solens middagshøjde og dagens længde;

Jordens overflade - jo lysere overfladen er, jo mere sollys reflekterer den.

2. Hvilke typer solstråling opdeles i?

Der er følgende typer af solstråling: stråling, der når jordens overflade består af direkte og diffuse. Stråling, der kommer til Jorden direkte fra Solen i form af direkte sollys under en skyfri himmel, kaldes direkte. Den bærer den største mængde varme og lys. Hvis vores planet ikke havde nogen atmosfære, ville jordens overflade kun modtage direkte stråling. Men når man passerer gennem atmosfæren, bliver cirka en fjerdedel af solstrålingen spredt af gasmolekyler og urenheder og afviger fra den direkte vej. Nogle af dem når jordens overflade og danner spredt solstråling. Takket være spredt stråling trænger lyset ind på steder, hvor direkte sollys (direkte stråling) ikke trænger ind. Denne stråling skaber dagslys og giver farve til himlen.

3. Hvorfor ændrer udbuddet af solstråling sig efter årstiderne?

Rusland ligger for det meste på tempererede breddegrader, der ligger mellem troperne og polarcirklen på disse breddegrader står solen op og går ned hver dag, men er aldrig i toppunktet. På grund af det faktum, at Jordens hældningsvinkel ikke ændres under hele dens omdrejning omkring Solen, er mængden af ​​indkommende varme på tempererede breddegrader forskellig og afhænger af Solens vinkel over horisonten på forskellige årstider. På en breddegrad på max 450 er indfaldsvinklen for solens stråler (22. juni) således cirka 680, og min (22. december) er cirka 220. Jo lavere indfaldsvinklen for solens stråler er, jo mindre varmer de bringe, derfor er der betydelige sæsonbestemte forskelle i den modtagne solstråling på forskellige tidspunkter af året: vinter, forår, sommer, efterår.

4. Hvorfor er det nødvendigt at kende Solens højde over horisonten?

Solens højde over horisonten bestemmer mængden af ​​varme, der kommer til Jorden, derfor er der en direkte sammenhæng mellem indfaldsvinklen for solens stråler og mængden af ​​solstråling, der ankommer til jordens overflade. Fra ækvator til polerne er der generelt et fald i solstrålernes indfaldsvinkel, og som følge heraf falder mængden af ​​solstråling fra ækvator til polerne. Ved at kende Solens højde over horisonten kan du således finde ud af mængden af ​​varme, der kommer til jordens overflade.

5. Vælg det rigtige svar. Den samlede mængde stråling, der når jordens overflade kaldes: a) absorberet stråling; b) total solstråling; c) spredt stråling.

6. Vælg det rigtige svar. Når man bevæger sig mod ækvator, øges mængden af ​​total solstråling: a); b) falder; c) ændres ikke.

7. Vælg det rigtige svar. Den højeste grad af reflekteret stråling er: a) sne; b) chernozem; c) sand; d) vand.

8. Tror du, det er muligt at blive solbrændt på en overskyet sommerdag?

Den samlede solstråling består af to komponenter: diffus og direkte. Samtidig bærer solens stråler, uanset deres natur, ultraviolet stråling, som påvirker garvningen.

9. Bestem ved hjælp af kortet i figur 36 den samlede solstråling for ti byer i Rusland. Hvilken konklusion trak du?

Samlet stråling i forskellige byer i Rusland:

Murmansk: 10 kcal/cm2 om året;

Arkhangelsk: 30 kcal/cm2 om året;

Moskva: 40 kcal/cm2 om året;

Perm: 40 kcal/cm2 om året;

Kazan: 40 kcal/cm2 om året;

Chelyabinsk: 40 kcal/cm2 om året;

Saratov: 50 kcal/cm2 om året;

Volgograd: 50 kcal/cm2 om året;

Astrakhan: 50 kcal/cm2 om året;

Rostov-on-Don: mere end 50 kcal/cm2 om året;

Det generelle mønster i fordelingen af ​​solstråling er som følger: Jo tættere et objekt (by) er på polen, jo mindre solstråling falder der på det (by).

10. Beskriv, hvordan årstiderne adskiller sig i dit område (naturlige forhold, folks liv, deres aktiviteter). I hvilken sæson af året er livet mest aktivt?

Det komplekse terræn og store udstrækning fra nord til syd gør det muligt at skelne mellem 3 zoner i regionen, der adskiller sig både i relief og klimatiske egenskaber: bjerg-skov, skov-steppe og steppe. Klimaet i bjergskovszonen er køligt og fugtigt. Temperaturforholdene varierer afhængigt af topografien. Denne zone er karakteriseret ved korte, kølige somre og lange, snedækkede vintre. Permanent snedække dannes i perioden 25. oktober til 5. november og forbliver til slutningen af ​​april, og nogle år holder snedækket sig til 10.-15. maj. Den koldeste måned er januar. Gennemsnitstemperaturen om vinteren er minus 15-16 ° C, det absolutte minimum er 44-48 ° C. Den varmeste måned er juli med en gennemsnitlig lufttemperatur på plus 15-17 ° C, den absolutte maksimale lufttemperatur om sommeren i dette område nåede plus 37-38 ° C Klimaet i skov-steppezonen er varmt, med forholdsvis kolde og snedækkede vintre. Den gennemsnitlige januartemperatur er minus 15,5-17,5 °C, den absolutte minimumslufttemperatur nåede minus 42-49 °C. Den gennemsnitlige lufttemperatur i juli er plus 18-19 °C. Den absolutte maksimumtemperatur er plus 42,0 °C Klimaet af steppezonen er meget varm og tør. Vinteren her er kold, med hård frost og snestorme, der opstår i 40-50 dage, hvilket forårsager kraftig sneoverførsel. Den gennemsnitlige januartemperatur er minus 17-18° C. I strenge vintre falder den mindste lufttemperatur til minus 44-46° C.

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. Imidlertid kan solbølger i deres rene form i store mængder 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.

Kun en doseret mængde stråling kan således 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 at 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.