Сончево зрачење - што е тоа? Вкупно сончево зрачење. Концепт на сончево зрачење

Сончево зрачењенаречен проток на зрачна енергија од сонцето што оди на површината на земјината топка. Зрачената енергија од сонцето е примарен извор на други видови енергија. Апсорбиран од површината на земјата и водата, се претвора во топлинска енергија, а во зелените растенија - во хемиска енергија на органски соединенија. Сончевото зрачење е најважниот климатски фактор и главната причина за временските промени, бидејќи различните феномени што се случуваат во атмосферата се поврзани со топлинската енергија добиена од сонцето.

Сончевото зрачење, или зрачната енергија, по својата природа е млаз од електромагнетни осцилации кои се шират праволиниски со брзина од 300.000 km/s со бранова должина од 280 nm до 30.000 nm. Енергијата на зрачење се емитува во форма на поединечни честички наречени кванти, или фотони. За мерење на брановата должина на светлината, се користат нанометри (nm) или микрони, милимикрони (0,001 микрони) и анстроми (0,1 милимикрони). Постојат инфрацрвени невидливи топлински зраци со бранова должина од 760 до 2300 nm; видливи светлосни зраци (црвена, портокалова, жолта, зелена, цијан, индиго и виолетова) со бранови должини од 400 (виолетова) до 759 nm (црвена); ултравиолетови, или хемиски невидливи, зраци со бранова должина од 280 до 390 nm. Зраците со бранова должина помала од 280 милимикрони не стигнуваат до површината на земјата поради нивната апсорпција од озонот во високите слоеви на атмосферата.

На работ на атмосферата, спектралниот состав на сончевите зраци во проценти е следниот: инфрацрвени зраци 43%, светлосни зраци 52% и ултравиолетови зраци 5%. На површината на земјата, на сончева височина од 40°, сончевото зрачење го има (според Н.П. Калитин) следниот состав: инфрацрвени зраци 59%, светлосни зраци 40% и ултравиолетови зраци 1% од вкупната енергија. Напонот на сончевото зрачење се зголемува со надморската височина, а исто така и кога сончевите зраци паѓаат вертикално, бидејќи зраците треба да поминат низ помалку атмосфера. Во други случаи, површината ќе добива помалку сончева светлина колку што е пониско сонцето или во зависност од аголот на инциденца на зраците. Напонот на сончевото зрачење се намалува поради облачност, загадување на атмосферскиот воздух со прашина, чад итн.

Згора на тоа, пред сè, се случува губење (апсорпција) на зраците со кратки бранови, а потоа топлина и светлина. Енергијата на зрачењето на сонцето е извор на живот на земјата за растителните и животинските организми и најважниот фактор во околната воздушна средина. Има разновидни ефекти врз телото, кои со оптимална доза може да бидат многу позитивни, но со прекумерно (предозирање) може да бидат негативни. Сите зраци имаат и термички и хемиски ефекти. Притоа, кај зраците со долга бранова должина до израз доаѓа термичкиот ефект, а со пократка бранова должина до израз доаѓа хемискиот ефект.

Биолошкиот ефект на зраците врз телото на животното зависи од брановата должина и нивната амплитуда: колку се пократки брановите, толку почести се нивните осцилации, толку е поголема квантната енергија и толку е посилна реакцијата на телото на таквото зрачење. Кратките бранови ултравиолетови зраци, кога се изложени на ткиво, предизвикуваат феномен на фотоелектричен ефект кај нив со појава на одвоени електрони и позитивни јони во атомите. Длабочината на пенетрација на различни зраци во телото не е иста: инфрацрвените и црвените зраци продираат неколку сантиметри, видливите (светлините) зраци продираат неколку милиметри, а ултравиолетовите зраци продираат само 0,7-0,9 мм; зраците пократки од 300 милимикрони продираат во животинско ткиво до длабочина од 2 милимикрони. Со таква незначителна длабочина на пенетрација на зраците, вторите имаат разновиден и значаен ефект врз целото тело.

Сончево зрачење- многу биолошки активен и постојано оперативен фактор, кој е од големо значење во формирањето на голем број функции на телото. На пример, преку окото, видливите светлосни зраци влијаат на целиот организам на животните, предизвикувајќи безусловни и условени рефлексни реакции. Инфрацрвените топлински зраци го вршат своето влијание врз телото и директно и преку предметите што го опкружуваат животното. Телото на животните континуирано апсорбира и емитува инфрацрвени зраци (размена на радијација), а овој процес може значително да варира во зависност од температурата на кожата на животното и околните предмети. Ултравиолетовите хемиски зраци, чии кванти имаат значително поголема енергија од квантите на видливите и инфрацрвените зраци, се одликуваат со најголема биолошка активност и делуваат на телото на животното преку хуморалните и неврорефлексните патишта. УВ зраците првенствено делуваат на екстерорецепторите на кожата, а потоа рефлексно влијаат на внатрешните органи, особено на ендокрините жлезди.

Долготрајната изложеност на оптимални дози на зрачна енергија доведува до адаптација на кожата и помала реактивност. Под влијание на сончевата светлина се зголемува растот на косата, функцијата на потните и лојните жлезди, се згуснува роговиден слој и се згуснува епидермисот, што доведува до зголемување на отпорноста на кожата на телото. Во кожата се формираат биолошки активни супстанции (хистамин и супстанции слични на хистамин), кои влегуваат во крвта. Истите овие зраци ја забрзуваат регенерацијата на клетките за време на заздравувањето на раните и чиревите на кожата. Под влијание на зрачната енергија, особено на ултравиолетовите зраци, во базалниот слој на кожата се формира пигментот меланин, кој ја намалува чувствителноста на кожата на ултравиолетовите зраци. Пигментот (тен) е како биолошки екран кој го олеснува одразот и дисперзијата на зраците.

Позитивниот ефект на сончевата светлина влијае на крвта. Систематската умерена изложеност на нив значително ја подобрува хематопоезата со истовремено зголемување на бројот на еритроцити и содржината на хемоглобин во периферната крв. Кај животните по загуба на крв или кои страдале од сериозни болести, особено заразни, умерената изложеност на сончева светлина ја стимулира регенерацијата на крвта и ја зголемува нејзината коагулабилност. Умерената изложеност на сончева светлина ја зголемува размената на гасови кај животните. Длабочината на дишењето се зголемува и зачестеноста на дишењето се намалува, количината на внесениот кислород се зголемува, се ослободува повеќе јаглерод диоксид и водена пареа и затоа се подобрува снабдувањето со кислород до ткивата и се зголемуваат оксидативните процеси.

Зголемувањето на метаболизмот на протеините се изразува со зголемено таложење на азот во ткивата, што резултира со побрз раст кај младите животни. Прекумерното сончево зрачење може да предизвика негативен протеински баланс, особено кај животните кои страдаат од акутни заразни болести, како и други болести придружени со покачена телесна температура. Зрачењето доведува до зголемено таложење на шеќер во црниот дроб и мускулите во форма на гликоген. Количеството на недоволно оксидирани производи (ацетонски тела, млечна киселина, итн.) во крвта нагло се намалува, формирањето на ацетилхолин се зголемува и метаболизмот се нормализира, што е особено важно за високопродуктивните животни.

Кај изнемоштените животни, интензитетот на метаболизмот на мастите се забавува и се зголемува таложењето на мастите. Интензивното осветлување кај дебелите животни, напротив, го зголемува метаболизмот на мастите и предизвикува зголемено согорување на мастите. Затоа, препорачливо е да се изврши полумасно и масно гоење на животните во услови на помало сончево зрачење.

Под влијание на ултравиолетовите зраци на сончевото зрачење, ергостеролот кој се наоѓа во прехранбените растенија и дехидрохолестеролот во кожата на животните се претвораат во активни витамини Д 2 и Д 3, кои го подобруваат метаболизмот на фосфор-калциум; негативниот биланс на калциум и фосфор станува позитивен, што придонесува за таложење на овие соли во коските. Сончевата светлина и вештачкото зрачење со ултравиолетови зраци се еден од ефективни современи методи за превенција и третман на рахитис и други болести кај животните поврзани со нарушен метаболизам на калциум и фосфор.

Сончевото зрачење, особено светлината и ултравиолетовите зраци, е главниот фактор што предизвикува сезонска сексуална периодичност кај животните, бидејќи светлината ја стимулира гонадотропната функција на хипофизата и другите органи. Во пролетта, во периодот на зголемен интензитет на сончево зрачење и изложување на светлина, секрецијата на гонадите, по правило, се зголемува кај повеќето животински видови. Зголемување на сексуалната активност кај камили, овци и кози се забележува со скратување на дневните часови. Ако овците се чуваат во затемнети простории во април-јуни, тогаш тие ќе влезат во еструсот не на есен (како и обично), туку во мај. Недостатокот на светлина кај растечките животни (во периодот на раст и пубертет), според К.В. Свечин, доведува до длабоки, често неповратни квалитативни промени во гонадите, а кај возрасните животни ја намалува сексуалната активност и плодноста или предизвикува привремена неплодност.

Видливата светлина или степенот на осветлување има значително влијание врз развојот на јајцето, еструсот, времетраењето на сезоната на парење и бременоста. На северната хемисфера, сезоната на парење е обично кратка, а на јужната хемисфера е најдолга. Под влијание на вештачко осветлување кај животните, нивното времетраење на бременоста се намалува од неколку дена на две недели. Ефектот на видливите светлосни зраци врз гонадите може да биде широко користен во пракса. Експериментите спроведени во лабораторијата за зоохигиена VIEV докажаа дека осветлувањето на просториите според геометрискиот коефициент е 1: 10 (според KEO, 1,2-2%) во споредба со осветлувањето од 1: 15-1: 20 и помало ( според KEO, 0,2 -0,5%) има позитивен ефект врз клиничката и физиолошката состојба на бремените маторици и прасињата до 4-месечна возраст, обезбедувајќи производство на силно и одржливо потомство. Зголемувањето на тежината на прасињата се зголемува за 6%, а нивната безбедност за 10-23,9%.

Сончевите зраци, особено ултравиолетовите, виолетовите и сините, ја убиваат или ослабуваат одржливоста на многу патогени микроорганизми и ја одложуваат нивната репродукција. Така, сончевото зрачење е моќно природно средство за дезинфекција на надворешната средина. Под влијание на сончевата светлина се зголемува општиот тон на телото и неговата отпорност на заразни болести, а се зголемуваат и специфичните имунолошки реакции (П. Д. Комаров, А. П. Онегов, итн.). Докажано е дека умереното зрачење на животните за време на вакцинацијата помага да се зголеми титарот и другите имунолошки тела, да се зголеми фагоцитниот индекс и, обратно, интензивното зрачење ги намалува имунолошките својства на крвта.

Од сето она што беше кажано, произлегува дека недостатокот на сончево зрачење мора да се смета како многу неповолна надворешна состојба за животните, под која тие се лишени од најважниот активатор на физиолошките процеси. Земајќи го ова предвид, животните треба да се сместат во доволно светли простории, да се вежбаат редовно и да се чуваат на пасишта во лето.

Нормализацијата на природното осветлување во просториите се врши со помош на геометриски или методи на осветлување. Во практиката на изградба на згради за добиток и живина, главно се користи геометрискиот метод, според кој нормите на природното осветлување се одредуваат со односот на површината на прозорците (стакло без рамки) со површината на подот. Сепак, и покрај едноставноста на геометрискиот метод, стандардите за осветлување не се точно утврдени користејќи го, бидејќи во овој случај не се земаат предвид светло-климатските карактеристики на различните географски зони. За попрецизно одредување на осветлувањето во просториите, тие го користат методот на осветлување или определување фактор на дневна светлина(КЕО). Факторот на природна светлина е односот на осветлувањето на просторијата (мерената точка) до надворешното осветлување во хоризонталната рамнина. KEO се добива со формулата:

K = E:E n ⋅100%

Каде што K е коефициент на природна светлина; Е - внатрешно осветлување (во лукс); E n - надворешно осветлување (во лукс).

Мора да се има на ум дека прекумерната употреба на сончево зрачење, особено во денови со висока инсолација, може да предизвика значителна штета на животните, особено да предизвика изгореници, болести на очите, сончев удар итн. Чувствителноста на ефектите од сончевата светлина значително се зголемува од воведувањето на таканаречените сензибилизатори (хематопорфирин, жолчни пигменти, хлорофил, еозин, метиленско сино итн.). Се верува дека овие супстанции акумулираат зраци со кратки бранови и ги претвораат во долги бранови зраци со апсорпција на дел од енергијата што ја ослободуваат ткивата, како резултат на што се зголемува реактивноста на ткивата.

Изгорениците од сонце кај животните најчесто се забележуваат на делови од телото со деликатна, ретко покриена со влакна, непигментирана кожа како резултат на изложеност на топлина (соларна еритема) и ултравиолетови зраци (фотохемиско воспаление на кожата). Кај коњите, изгорениците од сонце се забележуваат на непигментираните области на скалпот, усните, ноздрите, вратот, препоните и екстремитетите, а кај говедата на кожата на цуцлите на вимето и перинеумот. Во јужните региони можни се изгореници кај белите свињи.

Силната сончева светлина може да ја иритира мрежницата, рожницата и хориоидите на окото и да ја оштети леќата. Со продолжено и интензивно зрачење се јавува кератитис, заматување на леќата и нарушено визуелно сместување. Нарушувањата во сместувањето почесто се забележуваат кај коњите доколку се чуваат во штали со ниски прозорци свртени кон југ, против кои се врзани коњите.

Сончевиот удар се јавува како резултат на сериозно и продолжено прегревање на мозокот, претежно од термални инфрацрвени зраци. Вторите продираат низ скалпот и черепот, стигнуваат до мозокот и предизвикуваат хиперемија и зголемување на неговата температура. Како резултат на тоа, животното прво изгледа депресивно, а потоа возбудено, респираторните и вазомоторните центри се нарушени. Забележана е слабост, некоординирани движења, отежнато дишење, забрзан пулс, хиперемија и цијаноза на мукозните мембрани, треперење и конвулзии. Животното не може да застане на нозе и паѓа на земја; тешките случаи често завршуваат со смрт на животното поради симптоми на парализа на срцето или респираторниот центар. Сончевиот удар е особено тежок ако е комбиниран со топлотен удар.

За да се заштитат животните од директна сончева светлина, неопходно е да се чуваат во сенка во најтоплите часови од денот. За да се спречи сончев удар, особено кај работните коњи, им се даваат бели платнени штитници за челото.

Сончево зрачење (сончево зрачење) е севкупноста на соларната материја и енергија што влегува во Земјата. Сончевото зрачење се состои од следните два главни дела: прво, топлинско и светлосно зрачење, кое е комбинација на електромагнетни бранови; второ, корпускуларно зрачење.

На Сонцето, топлинската енергија на нуклеарните реакции се претвора во зрачна енергија. Кога сончевите зраци паѓаат на површината на земјата, зрачната енергија повторно се претвора во топлинска енергија. Сончевото зрачење на тој начин носи светлина и топлина.

Интензитетот на сончевото зрачење. Сончева константа.Сончевото зрачење е најважниот извор на топлина за географската обвивка. Вториот извор на топлина за географската обвивка е топлината што доаѓа од внатрешните сфери и слоеви на нашата планета.

Поради фактот што во географската обвивка постои еден вид енергија ( зрачна енергија ) еквивалентно оди во друга форма ( топлинска енергија ), тогаш зрачната енергија на сончевото зрачење може да се изрази во единици топлинска енергија - џули (J).

Интензитетот на сончевото зрачење мора да се мери првенствено надвор од атмосферата, бидејќи при минување низ воздушната сфера се трансформира и ослабува. Интензитетот на сончевото зрачење се изразува со сончевата константа.

Сончева константа - ова е проток на сончева енергија за 1 минута на површина со пресек од 1 cm 2, нормално на сончевите зраци и лоцирана надвор од атмосферата. Сончевата константа може да се дефинира и како количина на топлина што се прима за 1 минута на горната граница на атмосферата од 1 cm 2 од црната површина нормална на сончевите зраци.

Сончевата константа е 1,98 cal/(cm 2 x min), или 1.352 kW/m 2 x min.

Бидејќи горната атмосфера апсорбира значителен дел од зрачењето, важно е да се знае нејзината големина на горната граница на географската обвивка, т.е. во долната стратосфера. Сончевото зрачење на горната граница на географската обвивка е изразено конвенционална соларна константа . Вредноста на конвенционалната соларна константа е 1,90 - 1,92 cal / (cm 2 x min), или 1,32 - 1,34 kW / (m 2 x min).

Сончевата константа, спротивно на нејзиното име, не останува константна. Се менува поради промените на растојанието од Сонцето до Земјата додека Земјата се движи по својата орбита. Колку и да се мали овие флуктуации, тие секогаш влијаат на времето и климата.

Во просек, секој квадратен километар од тропосферата добива 10,8 x 10 15 J (2,6 x 10 15 cal) годишно. Оваа количина на топлина може да се добие со согорување на 400.000 тони јаглен. Целата Земја добива количество топлина годишно што се одредува со вредноста 5,74 x 10 24 J. (1,37 x 10 24 cal).



Распределба на сончевото зрачење „на горната граница на атмосферата“ или во апсолутно транспарентна атмосфера. Познавање на распределбата на сончевото зрачење пред да влезе во атмосферата, или т.н сончева (сончева) клима , е важно за одредување на улогата и учеството на самата Земјина воздушна обвивка (атмосфера) во дистрибуцијата на топлината по површината на земјата и во формирањето на нејзиниот термички режим.

Количината на сончева топлина и светлина добиена по единица површина се определува, прво, од аголот на инциденца на зраците, во зависност од висината на Сонцето над хоризонтот, и второ, од должината на денот.

Распределбата на зрачењето на горната граница на географската обвивка, одредена само од астрономски фактори, е порамномерна од нејзината вистинска дистрибуција на површината на земјата.

Во отсуство на атмосфера, годишното количество на зрачење на екваторијалните широчини би било 13.480 MJ/cm2 (322 kcal/cm2), а на половите 5.560 MJ/m2 (133 kcal/cm2). На поларните географски широчини, Сонцето испраќа топлина нешто помалку од половина (околу 42%) од количината што пристигнува на екваторот.

Се чини дека сончевото зрачење на Земјата е симетрично во однос на екваторијалната рамнина. Но, тоа се случува само двапати годишно, во деновите на пролетната и есенската рамноденица. Навалувањето на оската на ротација и годишното движење на Земјата го одредуваат нејзиното асиметрично зрачење од Сонцето. Во јануарскиот дел од годината, јужната хемисфера добива повеќе топлина, а во јули северната хемисфера добива повеќе топлина. Токму тоа е главната причина за сезонскиот ритам во географската обвивка.

Разликата помеѓу екваторот и полот на летната хемисфера е мала: екваторот прима 6.740 MJ/m2 (161 kcal/cm2), а полот добива околу 5.560 MJ/m2 (133 kcal/cm2 по половина година). Но, поларните земји на зимската хемисфера во исто време се целосно лишени од сончева топлина и светлина.

На денот на солстициумот, полот прима уште повеќе топлина од екваторот - 46,0 MJ/m2 (1,1 kcal/cm2) и 33,9 MJ/m2 (0,81 kcal/cm2).

Општо земено, годишната сончева клима на половите е 2,4 пати поладна отколку на екваторот. Сепак, мора да имаме на ум дека во зима половите воопшто не се загреваат од Сонцето.

Вистинската клима на сите географски широчини во голема мера се должи на копнените фактори. Најважните од овие фактори се: прво, слабеењето на зрачењето во атмосферата и второ, различниот интензитет на апсорпција на сончевото зрачење од површината на земјата во различни географски услови.

Промени во сончевото зрачење додека минува низ атмосферата. Директната сончева светлина што продира во атмосферата под безоблачно небо се нарекува директно сончево зрачење . Неговата максимална вредност со висока проѕирност на атмосферата на површина нормална на зраците во тропската зона е околу 1,05 - 1,19 kW/m 2 (1,5 - 1,7 cal/cm 2 x min. Во средните ширини, напонот на пладневното зрачење обично е околу 0,70 - 0,98 kW / m 2 x min (1,0 - 1,4 cal / cm 2 x min) во планините, оваа вредност значително се зголемува.

Некои од сончевите зраци од контакт со молекули на гас и аеросоли се расфрлани и стануваат расеаното зрачење . Расфрланото зрачење повеќе не доаѓа на површината на земјата од сончевиот диск, туку од целото небо и создава широко распространета дневна светлина. Тоа го прави лесен во сончеви денови и каде што директните зраци не продираат, на пример под шумската крошна. Заедно со директното зрачење, дифузното зрачење служи и како извор на топлина и светлина.

Колку е поинтензивна директната линија, толку е поголема апсолутната вредност на расеаното зрачење. Релативната важност на расеаното зрачење се зголемува со намалувањето на улогата на директното зрачење: во средните ширини во лето тоа сочинува 41%, а во зима 73% од вкупното пристигнување на зрачење. Уделот на расеаното зрачење во вкупната количина на вкупното зрачење зависи и од висината на Сонцето. На големи географски широчини, расеаното зрачење сочинува околу 30%, а на поларните ширини сочинува приближно 70% од целокупното зрачење.

Општо земено, расеаното зрачење сочинува околу 25% од вкупниот флукс на сончеви зраци што пристигнуваат на нашата планета.

Така, директно и дифузно зрачење допира до површината на земјата. Заедно, се формираат директно и расфрлано зрачење вкупното зрачење , кој одредува термички режим на тропосферата .

Со апсорпција и расејување на зрачењето, атмосферата значително го ослабува. Износ на слабеење зависи од коефициент на транспарентност, покажувајќи колкав дел од зрачењето допира до површината на земјата. Ако тропосферата се состои само од гасови, тогаш коефициентот на проѕирност би бил еднаков на 0,9, односно би пренесувал околу 90% од зрачењето што стигнува до Земјата. Сепак, аеросолите се секогаш присутни во воздухот, намалувајќи го коефициентот на транспарентност на 0,7 - 0,8. Транспарентноста на атмосферата се менува со времето.

Бидејќи густината на воздухот се намалува со висината, слојот на гас што го пробиваат зраците не треба да се изразува во km атмосферска дебелина. Усвоената мерна единица е оптичка маса, еднаква на дебелината на воздушниот слој со вертикална инциденца на зраци.

Слабеењето на зрачењето во тропосферата лесно се забележува во текот на денот. Кога Сонцето е во близина на хоризонтот, неговите зраци продираат во неколку оптички маси. Во исто време, нивниот интензитет слабее толку многу што може да се погледне на Сонцето со незаштитено око. Како што изгрева Сонцето, бројот на оптички маси низ кои минуваат неговите зраци се намалува, што доведува до зголемување на зрачењето.

Се изразува степенот на слабеење на сончевото зрачење во атмосферата Ламбертовата формула :

I i = I 0 p m , каде

I i - зрачење што допира до површината на земјата,

I 0 - соларна константа,

p – коефициент на транспарентност,

m е бројот на оптички маси.

Сончевото зрачење на површината на земјата.Количината на зрачна енергија по единица од земјината површина зависи, пред сè, од аголот на паѓање на сончевите зраци. Еднакви области на екваторот и во средните и високите географски широчини добиваат различни количини на зрачење.

Сончевата инсолација (осветлување) е значително намалена облачност. Големите облаци на екваторијалните и умерените географски широчини и ниските облаци на тропските широчини прават значителни прилагодувања на зоналната распределба на сончевата зрачна енергија.

Распределбата на сончевата топлина по површината на земјата е прикажана на мапите на вкупното сончево зрачење. Како што покажуваат овие карти, тропските географски широчини добиваат најголема количина на сончева топлина - од 7.530 до 9.200 MJ/m2 (180-220 kcal/cm2). Екваторијалните географски широчини, поради големата облачност, добиваат нешто помалку топлина: 4.185 – 5.860 MJ/m2 (100-140 kcal/cm2).

Од тропски до умерени географски широчини, зрачењето се намалува. На арктичките острови не е повеќе од 2.510 MJ/m2 (60 kcal/cm2) годишно. Распределбата на зрачењето по површината на земјата има зонално-регионален карактер. Секоја зона е поделена на посебни области (региони), малку различни едни од други.

Сезонски флуктуации на вкупното зрачење.

Во екваторијалните и тропските широчини, висината на Сонцето и аголот на инциденца на сончевите зраци малку се разликуваат од месец до месец. Вкупното зрачење во сите месеци се карактеризира со големи вредности, сезонската промена на топлинските услови е или отсутна или многу незначителна. Во екваторијалниот појас бледо видливи се две максимуми, што одговараат на зениталната положба на Сонцето.

Во умерената зонаВо годишниот тек на зрачење јасно се изразува летниот максимум во кој месечната вредност на вкупното зрачење не е помала од тропската. Бројот на топли месеци се намалува со географската ширина.

Во поларните зонирежимот на зрачење драматично се менува. Овде, во зависност од географската ширина, од неколку дена до неколку месеци, не само што застанува греењето, туку и осветлувањето. Во лето овде осветлувањето е континуирано, што значително го зголемува количеството на месечно зрачење.

Асимилација на зрачењето од површината на земјата. Албедо. Целосното зрачење што допира до површината на земјата делумно се апсорбира од почвата и водните тела и се претвора во топлина. На океаните и морињата, вкупното зрачење се троши на испарување. Дел од вкупното зрачење се рефлектира во атмосферата ( рефлектираното зрачење).

СОНЧЕВО ЗРАЧЕЊЕ

СОНЧЕВО ЗРАЧЕЊЕ- електромагнетно и корпускуларно зрачење од Сонцето. Електромагнетното зрачење патува како електромагнетни бранови со брзина на светлината и продира во земјината атмосфера. Сончевото зрачење допира до површината на земјата во форма на директно и дифузно зрачење.
Сончевото зрачење е главниот извор на енергија за сите физички и географски процеси што се случуваат на површината на земјата и во атмосферата (види Инсолација). Сончевото зрачење обично се мери со неговиот термички ефект и се изразува во калории по единица површина по единица време. Севкупно, Земјата добива помалку од два милијардити дел од зрачењето од Сонцето.
Спектралниот опсег на електромагнетното зрачење од Сонцето е многу широк - од радио бранови до Х-зраци - но неговиот максимален интензитет паѓа на видливиот (жолто-зелен) дел од спектарот.
Постои и корпускуларен дел од сончевото зрачење, кој главно се состои од протони кои се движат од Сонцето со брзина од 300-1500 km/s (сончев ветер). За време на сончевите блесоци, се произведуваат и високоенергетски честички (главно протони и електрони), кои ја формираат соларната компонента на космичките зраци.
Енергетскиот придонес на корпускуларната компонента на сончевото зрачење во неговиот вкупен интензитет е мал во споредба со електромагнетниот. Затоа, во голем број апликации терминот „сончево зрачење“ се користи во потесна смисла, што значи само неговиот електромагнетен дел.
Количината на сончевото зрачење зависи од висината на сонцето, годишното време и проѕирноста на атмосферата. За мерење на сончевото зрачење се користат актинометри и пирелиометри. Интензитетот на сончевото зрачење обично се мери со неговиот термички ефект и се изразува во калории по единица површина по единица време.
Сончевото зрачење силно влијае на Земјата само во текот на денот, се разбира - кога Сонцето е над хоризонтот. Исто така, сончевото зрачење е многу силно во близина на половите, за време на поларните денови, кога Сонцето е над хоризонтот дури и на полноќ. Меѓутоа, во зима, на истите места, Сонцето воопшто не се издигнува над хоризонтот и затоа не влијае на регионот. Сончевото зрачење не е блокирано од облаците и затоа сè уште стигнува до Земјата (кога Сонцето е директно над хоризонтот). Сончевото зрачење е комбинација од светло жолтата боја на Сонцето и топлината, топлината исто така поминува низ облаците. Сончевото зрачење се пренесува на Земјата со зрачење, а не со топлинска спроводливост.
Количината на зрачење што ја прима небесното тело зависи од растојанието помеѓу планетата и ѕвездата - како што растојанието се удвојува, количината на зрачење добиена од ѕвездата до планетата се намалува четирикратно (пропорционално на квадратот на растојанието помеѓу планетата и ѕвездата). Така, дури и мали промени во растојанието помеѓу планетата и ѕвездата (во зависност од ексцентричноста на орбитата) доведуваат до значителна промена во количината на зрачење што влегува во планетата. Ексцентричноста на земјината орбита исто така не е константна - во текот на милениумите се менува, периодично формирајќи речиси совршен круг, понекогаш ексцентричноста достигнува 5% (во моментов е 1,67%), односно во перихел Земјата моментално добива 1,033 повеќе сончево зрачење отколку кај афел, а при најголема ексцентричност - повеќе од 1,1 пати. Сепак, количината на дојдовното сончево зрачење зависи многу посилно од промените на годишните времиња - во моментов вкупната количина на сончево зрачење што влегува во Земјата останува практично непроменета, но на географски широчини од 65 N (широчината на северните градови на Русија и Канада ) во лето количината на дојдовно сончево зрачење повеќе од 25% повеќе отколку во зима. Ова се случува затоа што Земјата е навалена под агол од 23,3 степени во однос на Сонцето. Зимските и летните промени меѓусебно се компензираат, но сепак, како што се зголемува географската широчина на локацијата за набљудување, јазот помеѓу зимата и летото станува се поголем и поголем, така што на екваторот нема разлика помеѓу зимата и летото. Надвор од Арктичкиот круг, сончевото зрачење е многу високо во лето и многу мало во зима. Ова ја обликува климата на Земјата. Покрај тоа, периодичните промени во ексцентричноста на орбитата на Земјата може да доведат до појава на различни геолошки епохи: на пример,

1. Што е сончево зрачење? Во кои единици се мери? Од што зависи нејзината големина?

Вкупната количина на зрачна енергија што ја испраќа Сонцето се нарекува сончево зрачење, обично изразено во калории или џули по квадратен сантиметар во минута. Сончевото зрачење е нерамномерно распоредено низ земјата. Зависи од:

Од густината и влажноста на воздухот - колку се повисоки, толку помалку зрачење добива површината на земјата;

Во зависност од географската ширина на областа, количината на зрачење се зголемува од половите до екваторот. Количината на директно сончево зрачење зависи од должината на патеката што ја поминуваат сончевите зраци низ атмосферата. Кога Сонцето е во својот зенит (аголот на инциденца на зраците е 90°), неговите зраци ја погодуваат Земјата по најкраткиот пат и интензивно ја даваат својата енергија на мала област;

Од годишното и дневното движење на Земјата - во средните и високите географски широчини, приливот на сончево зрачење многу варира во зависност од годишните времиња, што е поврзано со промените на пладневната надморска височина на Сонцето и должината на денот;

Природата на површината на земјата - колку е полесна површината, толку повеќе сончева светлина рефлектира.

2. На кои видови сончево зрачење се делат?

Постојат следниве видови на сончево зрачење: зрачењето кое допира до површината на земјата се состои од директно и дифузно. Зрачењето кое доаѓа на Земјата директно од Сонцето во форма на директна сончева светлина под безоблачно небо се нарекува директно. Таа носи најголема количина на топлина и светлина. Ако нашата планета немаше атмосфера, површината на земјата ќе добие само директно зрачење. Меѓутоа, минувајќи низ атмосферата, приближно една четвртина од сончевото зрачење се расфрла од молекули на гас и нечистотии и отстапува од директниот пат. Некои од нив стигнуваат до површината на Земјата, формирајќи расеано сончево зрачење. Благодарение на расеаното зрачење, светлината продира во места каде што директната сончева светлина (директно зрачење) не продира. Ова зрачење создава дневна светлина и му дава боја на небото.

3. Зошто се менува понудата на сончево зрачење според годишните времиња?

Русија, во најголем дел, се наоѓа во умерени широчини, лежејќи помеѓу тропските предели и Арктичкиот круг на овие географски широчини Сонцето изгрева и заоѓа секој ден, но никогаш не е во својот зенит. Поради фактот што аголот на наклонот на Земјата не се менува во текот на целата нејзина револуција околу Сонцето, во различни сезони количината на влезна топлина во умерените географски широчини е различна и зависи од аголот на Сонцето над хоризонтот. Така, на географска ширина од 450 max, аголот на инциденца на сончевите зраци (22 јуни) е приближно 680, а min (22 декември) е приближно 220. Колку е помал аголот на паѓање на сончевите зраци, толку помалку топлина тие донесе, затоа постојат значителни сезонски разлики во применото сончево зрачење во различни периоди од годината: зима, пролет, лето, есен.

4. Зошто е потребно да се знае висината на Сонцето над хоризонтот?

Висината на Сонцето над хоризонтот ја одредува количината на топлина што доаѓа на Земјата, затоа постои директна врска помеѓу аголот на инциденца на сончевите зраци и количината на сончевото зрачење што пристигнува на површината на земјата. Од екваторот кон половите, генерално, се забележува намалување на аголот на паѓање на сончевите зраци и како резултат на тоа, количината на сончевото зрачење се намалува од екваторот до половите. Така, знаејќи ја висината на Сонцето над хоризонтот, можете да ја дознаете количината на топлина што доаѓа на површината на земјата.

5. Изберете го точниот одговор. Вкупната количина на зрачење што допира до површината на Земјата се нарекува: а) апсорбирано зрачење; б) вкупно сончево зрачење; в) расеано зрачење.

6. Изберете го точниот одговор. При движење кон екваторот, количината на вкупното сончево зрачење: а) се зголемува; б) се намалува; в) не се менува.

7. Изберете го точниот одговор. Највисока стапка на рефлектирано зрачење е: а) снег; б) чернозем; в) песок; г) вода.

8. Дали мислите дека е можно да се исончате во облачен летен ден?

Вкупното сончево зрачење се состои од две компоненти: дифузно и директно. Во исто време, сончевите зраци, без разлика на нивната природа, носат ултравиолетово зрачење, кое влијае на сончањето.

9. Користејќи ја картата на слика 36, определи го вкупното сончево зрачење за десет градови во Русија. Каков заклучок донесе?

Вкупно зрачење во различни градови на Русија:

Мурманск: 10 kcal/cm2 годишно;

Архангелск: 30 kcal/cm2 годишно;

Москва: 40 kcal/cm2 годишно;

Перм: 40 kcal/cm2 годишно;

Казан: 40 kcal/cm2 годишно;

Чељабинск: 40 kcal/cm2 годишно;

Саратов: 50 kcal/cm2 годишно;

Волгоград: 50 kcal/cm2 годишно;

Астрахан: 50 kcal/cm2 годишно;

Ростов-на-Дон: повеќе од 50 kcal/cm2 годишно;

Општата шема во распределбата на сончевото зрачење е како што следува: колку објектот (градот) е поблиску до полот, толку помалку сончево зрачење паѓа врз него (град).

10. Опишете како годишните времиња се разликуваат во вашата област (природни услови, животи на луѓето, нивните активности). Во која сезона од годината животот е најактивен?

Сложениот терен и големата површина од север кон југ овозможуваат да се разликуваат 3 зони во регионот, кои се разликуваат и по релјефни и климатски карактеристики: планинско-шума, шумско-степски и степски. Климата на планинско-шумската зона е ладна и влажна. Температурните услови варираат во зависност од топографијата. Оваа зона се карактеризира со кратки, свежи лета и долги, снежни зими. Постојана снежна покривка се формира во периодот од 25 октомври до 5 ноември и останува до крајот на април, а во некои години снежната покривка опстојува и до 10-15 мај. Најстуден месец е јануари. Просечната температура во зима е минус 15-16 ° C, апсолутниот минимум е 44-48 ° C. Најтопол месец е јули со просечна температура на воздухот од плус 15-17 ° C, апсолутна максимална температура на воздухот во текот на летото во оваа област достигна плус 37-38 ° C Климата на шумско-степската зона е топла, со прилично студени и снежни зими. Просечната јануарска температура е минус 15,5-17,5 ° C, апсолутната минимална температура на воздухот достигна минус 42-49 ° C. Просечната температура на воздухот во јули е плус 18-19 ° C. Апсолутната максимална температура е плус 42,0 ° C Климата од степската зона е многу топло и суво. Зимата овде е студена, со силни мразови и снежни бури кои се случуваат 40-50 дена, предизвикувајќи силен пренос на снег. Просечната јануарска температура е минус 17-18°C. Во тешки зими минималната температура на воздухот се спушта на минус 44-46°C.

Сонцето е извор на топлина и светлина, дава сила и здравје. Сепак, неговото влијание не е секогаш позитивно. Недостатокот на енергија или нејзиниот вишок може да ги наруши природните процеси на животот и да предизвика разни проблеми. Многумина се сигурни дека исончаната кожа изгледа многу поубава од бледата кожа, но доколку поминете долго време под директни зраци, може да добиете сериозно изгореници. Сончевото зрачење е прилив на дојдовна енергија дистрибуирана во форма на електромагнетни бранови кои минуваат низ атмосферата. Се мери со моќноста на енергијата што ја пренесува по единица површина (вати/м2). Знаејќи како сонцето влијае на една личност, можете да ги спречите неговите негативни ефекти.

Што е сончево зрачење

За Сонцето и неговата енергија се напишани многу книги. Сонцето е главен извор на енергија за сите физички и географски појави на Земјата. Два милијардити дел од светлината продира во горните слоеви на атмосферата на планетата, додека поголемиот дел од неа се населува во космичкиот простор.

Светлосните зраци се примарни извори на други видови енергија. Кога паѓаат на површината на земјата и во вода, тие се формираат во топлина и влијаат на климатските карактеристики и времето.

Степенот до кој лицето е изложено на светлосни зраци зависи од нивото на зрачење, како и од периодот поминат под сонцето. Луѓето користат многу видови бранови во своја полза, користејќи х-зраци, инфрацрвени зраци и ултравиолетови. Сепак, сончевите бранови во чиста форма во големи количини можат негативно да влијаат на здравјето на луѓето.

Количината на зрачење зависи од:

  • позиција на Сонцето. Најголемо количество на зрачење се јавува во рамнините и пустините, каде што краткоденицата е доста висока, а времето е без облаци. Поларните региони добиваат минимална количина на светлина, бидејќи облаците апсорбираат значителен дел од светлосниот флукс;
  • должина на денот. Колку е поблиску до екваторот, толку е подолг денот. Ова е местото каде што луѓето добиваат најмногу топлина;
  • атмосферски својства: облачност и влажност. На екваторот има зголемена облачност и влажност, што е пречка за поминување на светлината. Затоа количината на светлосен флукс таму е помала отколку во тропските зони.

Дистрибуција

Распределбата на сончевата светлина по површината на земјата е нерамномерна и зависи од:

  • густина и влажност на атмосферата. Колку се поголеми, толку е помала изложеноста на радијација;
  • географска ширина на областа. Количината на добиената светлина се зголемува од половите до екваторот;
  • Движења на Земјата. Количината на зрачење варира во зависност од годишното време;
  • карактеристики на површината на земјата. Голема количина на светлина се рефлектира во светло обоени површини, како што е снегот. Чернозем најлошо ја рефлектира светлосната енергија.

Поради обемот на нејзината територија, нивоата на радијација на Русија значително се разликуваат. Сончевото зрачење во северните региони е приближно исто - 810 kWh/m2 за 365 дена, во јужните региони - повеќе од 4100 kWh/m2.

Важна е и должината на часовите во кои сјае сонцето.. Овие индикатори варираат во различни региони, што е под влијание не само од географската ширина, туку и од присуството на планини. Картата на сончевото зрачење во Русија јасно покажува дека во некои региони не е препорачливо да се инсталираат линии за напојување, бидејќи природната светлина е сосема способна да ги задоволи потребите на жителите за електрична енергија и топлина.

Видови

Светлосните потоци стигнуваат до Земјата на различни начини. Видовите на сончево зрачење зависат од ова:

  • Зраците што излегуваат од сонцето се нарекуваат директно зрачење. Нивната сила зависи од висината на сонцето над хоризонтот. Максималното ниво е забележано во 12 часот, минималното – наутро и навечер. Покрај тоа, интензитетот на влијанието е поврзан со годишното време: најголемото се случува во лето, најмалку во зима. Карактеристично е што во планините нивото на радијација е повисоко отколку на рамните површини. Нечистиот воздух исто така ги намалува директните светлосни флуксови. Колку е пониско сонцето над хоризонтот, толку помалку има ултравиолетово зрачење.
  • Рефлектираното зрачење е зрачење што се рефлектира од водата или површината на земјата.
  • Расфрланото сончево зрачење се формира кога светлосниот флукс е расеан. Сината боја на небото во време без облаци зависи од тоа.

Апсорбираното сончево зрачење зависи од рефлексивноста на површината на земјата - албедо.

Спектралниот состав на зрачењето е разновиден:

  • обоените или видливи зраци обезбедуваат осветлување и се од големо значење во животот на растенијата;
  • ултравиолетовото зрачење треба умерено да навлезе во човечкото тело, бидејќи неговиот вишок или недостаток може да предизвика штета;
  • Инфрацрвеното зрачење дава чувство на топлина и влијае на растот на вегетацијата.

Вкупното сончево зрачење е директно и расфрлани зраци кои продираат во земјата. Во отсуство на облачност околу 12 часот, како и во летниот период го достигнува својот максимум.

Приказни од нашите читатели

Владимир
61 година

Како настанува влијанието?

Електромагнетните бранови се составени од различни делови. Постојат невидливи, инфрацрвени и видливи, ултравиолетови зраци. Карактеристично е што тековите на радијација имаат различни енергетски структури и различно влијаат врз луѓето.


Лесниот флукс може да има корисен, лековит ефект врз состојбата на човечкото тело
. Минувајќи низ визуелните органи, светлината го регулира метаболизмот, режимот на спиење и влијае на целокупната благосостојба на една личност. Покрај тоа, светлосната енергија може да предизвика чувство на топлина. Кога кожата е озрачена, во телото се случуваат фотохемиски реакции кои промовираат правилен метаболизам.

Ултравиолетовото има висока биолошка способност, има бранова должина од 290 до 315 nm. Овие бранови го синтетизираат витаминот Д во телото и исто така се способни да го уништат вирусот на туберкулоза за неколку минути, стафилококата - во рок од четвртина час и тифусните бацили - за 1 час.

Карактеристично е што времето без облаци го намалува времетраењето на појавата на епидемии на грип и други болести, на пример, дифтерија, која може да се пренесе со капки во воздухот.

Природните сили на телото го штитат човекот од ненадејни атмосферски флуктуации: температура на воздухот, влажност, притисок. Меѓутоа, понекогаш таквата заштита слабее, што под влијание на силна влажност заедно со покачена температура доведува до топлотен удар.

Влијанието на зрачењето зависи од степенот на неговото навлегување во телото. Колку подолги се брановите, толку е посилна силата на зрачењето. Инфрацрвените бранови можат да навлезат до 23 см под кожата, видливи потоци - до 1 см, ултравиолетовите - до 0,5-1 мм.

Луѓето ги примаат сите видови зраци за време на активноста на сонцето, кога се на отворени простори. Светлосните бранови му овозможуваат на човекот да се прилагоди на светот, поради што за да се обезбеди удобно благосостојба во просториите, неопходно е да се создадат услови за оптимално ниво на осветлување.

Влијание врз луѓето

Влијанието на сончевото зрачење врз здравјето на луѓето го одредуваат различни фактори. Местото на живеење на една личност, климата, како и времето поминато под директни зраци се важни.

Со недостаток на сонце, жителите на Далечниот Север, како и луѓето чии активности вклучуваат работа под земја, како што се рударите, доживуваат различни дисфункции, намалена јачина на коските и нервни нарушувања.

Децата кои не добиваат доволно светлина страдаат од рахитис почесто од другите. Покрај тоа, тие се повеќе подложни на болести на забите, а исто така имаат подолг тек на туберкулоза.

Сепак, преголемата изложеност на светлосни бранови без периодична промена на денот и ноќта може да има штетни ефекти врз здравјето. На пример, жителите на Арктикот често страдаат од раздразливост, замор, несоница, депресија и намалена способност за работа.

Зрачењето во Руската Федерација е помалку активно отколку, на пример, во Австралија.

Така, луѓето кои се изложени на долгорочно зрачење:

  • се изложени на висок ризик од развој на рак на кожата;
  • имаат зголемена склоност кон сува кожа, што, пак, го забрзува процесот на стареење и појавата на пигментацијата и раните брчки;
  • може да страдаат од влошување на визуелните способности, катаракта, конјунктивитис;
  • имаат ослабен имунитет.

Недостатокот на витамин Д кај луѓето е една од причините за малигни неоплазми, метаболички нарушувања, што доведува до вишок телесна тежина, ендокрини нарушувања, нарушувања на спиењето, физичка исцрпеност и лошо расположение.

Лицето кое систематски ја прима светлината на сонцето и не злоупотребува сончање, по правило, не доживува здравствени проблеми:

  • има стабилно функционирање на срцето и крвните садови;
  • не страда од нервни заболувања;
  • има добро расположение;
  • има нормален метаболизам;
  • ретко се разболува.

Така, само дозирана доза на зрачење може да има позитивен ефект врз здравјето на луѓето.

Како да се заштитите


Прекумерната изложеност на зрачење може да предизвика прегревање на телото, изгореници и егзацербација на некои хронични болести.
. Љубителите на сончање треба да се грижат за следниве едноставни правила:

  • Сончајте се на отворени простори со претпазливост;
  • За време на топло време, скријте се под сенка под расфрлани зраци. Ова е особено точно за малите деца и постарите луѓе кои страдаат од туберкулоза и срцеви заболувања.

Треба да се запомни дека е неопходно да се сончате во безбедно време од денот, а исто така да не бидете долго време под жешкото сонце. Покрај тоа, треба да ја заштитите главата од топлотен удар со носење капа, очила за сонце, затворена облека, а исто така да користите разни средства за заштита од сонце.

Сончевото зрачење во медицината

Лесните текови активно се користат во медицината:

  • Х-зраците ја користат способноста на брановите да минуваат низ мекото ткиво и скелетниот систем;
  • воведувањето на изотопи овозможува снимање на нивната концентрација во внатрешните органи и откривање на многу патологии и фокуси на воспаление;
  • Терапијата со зрачење може да го уништи растот и развојот на малигните тумори.

Својствата на брановите успешно се користат во многу физиотерапевтски уреди:

  • Уредите со инфрацрвено зрачење се користат за термичка обработка на внатрешни воспалителни процеси, заболувања на коските, остеохондроза, ревматизам, поради способноста на брановите да ги обновуваат клеточните структури.
  • Ултравиолетовите зраци можат да имаат негативен ефект врз живите суштества, да го инхибираат растот на растенијата и да ги потиснат микроорганизмите и вирусите.

Хигиенското значење на сончевото зрачење е големо. Во терапијата се користат уреди со ултравиолетово зрачење:

  • разни повреди на кожата: рани, изгореници;
  • инфекции;
  • болести на усната шуплина;
  • онколошки неоплазми.

Покрај тоа, зрачењето има позитивен ефект врз човечкото тело како целина: може да даде сила, да го зајакне имунолошкиот систем и да го надополни недостатокот на витамини.

Сончевата светлина е важен извор на целосен човечки живот. Доволното снабдување со него води до поволно постоење на сите живи суштества на планетата. Едно лице не може да го намали степенот на зрачење, но може да се заштити од неговите негативни ефекти.