รังสีของดวงอาทิตย์ตกบนพื้นผิวโลกอย่างไร เหตุใดรังสีของดวงอาทิตย์ที่ตกลงบนพื้นผิวโลกในมุมที่ต่างกันจึงนำแสงและความร้อนในปริมาณที่ต่างกัน การวัดความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้า

แหล่งที่สำคัญที่สุดที่พื้นผิวโลกและชั้นบรรยากาศได้รับ พลังงานความร้อนคือดวงอาทิตย์ มันส่งพลังงานรังสีจำนวนมหาศาลไปยังอวกาศจักรวาล: ความร้อน แสง อัลตราไวโอเลต ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแพร่กระจายด้วยความเร็ว 300,000 กม./วินาที

ความร้อนของพื้นผิวโลกขึ้นอยู่กับมุมตกกระทบของรังสีดวงอาทิตย์ ทั้งหมด แสงอาทิตย์มาถึงพื้นผิวโลกขนานกัน แต่เมื่อโลกมีรูปร่างเป็นทรงกลม รังสีของดวงอาทิตย์จึงตกกระทบ พื้นที่ที่แตกต่างกันพื้นผิวของมันอยู่ข้างใต้ มุมที่แตกต่างกัน- เมื่อดวงอาทิตย์อยู่ที่จุดสูงสุด รังสีของดวงอาทิตย์จะตกในแนวตั้งและโลกจะร้อนขึ้นมากขึ้น

เรียกว่าพลังงานรังสีทั้งชุดที่ส่งมาจากดวงอาทิตย์ รังสีแสงอาทิตย์,โดยปกติจะแสดงเป็นแคลอรี่ต่อหน่วยพื้นที่ผิวต่อปี

รังสีดวงอาทิตย์เป็นตัวกำหนด ระบอบการปกครองของอุณหภูมิโทรโพสเฟียร์ทางอากาศของโลก

ควรสังเกตว่าปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ทั้งหมดมากกว่าสองพันล้านเท่าของปริมาณพลังงานที่โลกได้รับ

การแผ่รังสีที่มาถึงพื้นผิวโลกประกอบด้วยการแผ่รังสีโดยตรงและการแพร่กระจาย

การแผ่รังสีที่มายังโลกโดยตรงจากดวงอาทิตย์ในรูปของแสงแดดโดยตรงภายใต้ท้องฟ้าที่ไม่มีเมฆเรียกว่า ตรง.เธอถือ จำนวนมากที่สุดความอบอุ่นและแสงสว่าง ถ้าโลกของเราไม่มีชั้นบรรยากาศ พื้นผิวโลกจะได้รับเพียงการแผ่รังสีโดยตรงเท่านั้น

อย่างไรก็ตาม เมื่อผ่านชั้นบรรยากาศไปแล้ว ประมาณหนึ่งในสี่ของรังสีดวงอาทิตย์จะกระจัดกระจายไปตามโมเลกุลก๊าซและสิ่งสกปรก ซึ่งเบี่ยงเบนไปจาก เส้นทางตรง- บางส่วนไปถึงพื้นผิวโลกและก่อตัวขึ้น เหม่อลอย รังสีแสงอาทิตย์. ขอบคุณ รังสีกระจัดกระจายแสงยังทะลุผ่านเข้าไปในบริเวณที่แสงแดดส่องโดยตรง (รังสีโดยตรง) ไม่ทะลุผ่าน รังสีนี้สร้างแสงกลางวันและให้สีสันแก่ท้องฟ้า

รังสีดวงอาทิตย์ทั้งหมด

รังสีของดวงอาทิตย์ที่มายังโลกทั้งหมดนั้น รังสีดวงอาทิตย์ทั้งหมดกล่าวคือผลรวมของรังสีโดยตรงและรังสีกระจาย (รูปที่ 1)

ข้าว. 1. ปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ทั้งหมดสำหรับปี

การกระจายรังสีดวงอาทิตย์เหนือพื้นผิวโลก

รังสีดวงอาทิตย์กระจายไม่เท่ากันทั่วโลก มันขึ้นอยู่กับ:

1. ในเรื่องความหนาแน่นและความชื้นของอากาศ - ยิ่งสูงเท่าใด พื้นผิวโลกก็จะยิ่งได้รับรังสีน้อยลงเท่านั้น

2.จาก ละติจูดทางภูมิศาสตร์ภูมิประเทศ - ปริมาณรังสีเพิ่มขึ้นจากขั้วถึงเส้นศูนย์สูตร ปริมาณการแผ่รังสีดวงอาทิตย์โดยตรงขึ้นอยู่กับความยาวของเส้นทางที่รังสีดวงอาทิตย์เดินทางผ่านชั้นบรรยากาศ เมื่อดวงอาทิตย์อยู่ที่จุดสูงสุด (มุมตกกระทบของรังสีคือ 90°) รังสีของมันกระทบโลกผ่านเส้นทางที่สั้นที่สุดและปล่อยพลังงานออกมาอย่างเข้มข้น พื้นที่ขนาดเล็ก- บนโลก สิ่งนี้เกิดขึ้นในแถบระหว่าง 23° N ว. และ 23° ใต้ sh. คือ ระหว่างเขตร้อน เมื่อคุณเคลื่อนตัวออกจากโซนนี้ไปทางทิศใต้หรือทิศเหนือ ความยาวเส้นทางของรังสีดวงอาทิตย์จะเพิ่มขึ้น กล่าวคือ มุมตกกระทบจะลดลง พื้นผิวโลก- รังสีเริ่มตกลงบนพื้นโลกในมุมที่เล็กลงราวกับกำลังเลื่อนเข้าใกล้เส้นสัมผัสกันในบริเวณขั้วโลก เป็นผลให้กระแสพลังงานเดียวกันถูกกระจายไปทั่ว พื้นที่ขนาดใหญ่ดังนั้นปริมาณพลังงานสะท้อนจึงเพิ่มขึ้น ดังนั้น ในบริเวณเส้นศูนย์สูตรซึ่งรังสีดวงอาทิตย์ตกบนพื้นผิวโลกทำมุม 90° ปริมาณการแผ่รังสีดวงอาทิตย์โดยตรงที่พื้นผิวโลกได้รับก็จะสูงกว่า และเมื่อเราเคลื่อนตัวเข้าหาขั้ว ปริมาณนี้ก็จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ลดลง นอกจากนี้ความยาวของวันยังขึ้นอยู่กับละติจูดของพื้นที่ด้วย เวลาที่ต่างกันซึ่งกำหนดปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ที่เข้าสู่พื้นผิวโลกด้วย

3.ตั้งแต่รายปีและ การเคลื่อนไหวรายวันโลก - ในละติจูดกลางและละติจูดสูง รังสีดวงอาทิตย์ที่ไหลเข้ามาจะแตกต่างกันไปตามฤดูกาล ซึ่งสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงในระดับความสูงตอนเที่ยงของดวงอาทิตย์และความยาวของวัน

4.โดยธรรมชาติของพื้นผิวโลก - ยิ่งพื้นผิวเบาเท่าไรก็ยิ่งสะท้อนแสงอาทิตย์มากขึ้นเท่านั้น ความสามารถของพื้นผิวในการสะท้อนรังสีเรียกว่า อัลเบโด้(จากภาษาละติน ความขาว) หิมะสะท้อนรังสีได้แรงเป็นพิเศษ (90%) ทรายอ่อนกว่า (35%) และดินสีดำยิ่งอ่อนแรง (4%)

พื้นผิวโลกดูดซับรังสีดวงอาทิตย์ (การดูดซับรังสี)ร้อนขึ้นและแผ่ความร้อนออกสู่ชั้นบรรยากาศ (รังสีสะท้อน).ชั้นล่างของชั้นบรรยากาศปิดกั้นรังสีจากภาคพื้นดินเป็นส่วนใหญ่ รังสีที่พื้นผิวโลกดูดซับนั้นถูกใช้ไปเพื่อให้ความร้อนแก่ดิน อากาศ และน้ำ

ส่วนนั้น รังสีทั้งหมดซึ่งยังคงอยู่หลังจากการไตร่ตรองและ การแผ่รังสีความร้อนพื้นผิวโลกเรียกว่า ความสมดุลของรังสีความสมดุลของการแผ่รังสีของพื้นผิวโลกจะแปรผันในระหว่างวันและตามฤดูกาลของปี แต่โดยเฉลี่ยต่อปีนั้น ค่าบวกทุกที่ยกเว้นทะเลทรายน้ำแข็งของกรีนแลนด์และแอนตาร์กติกา ค่าสูงสุด ความสมดุลของรังสีไปถึงละติจูดต่ำ (ระหว่าง 20° N ถึง 20° S) - มากกว่า 42 * 10 2 J/m 2 ที่ละติจูดประมาณ 60 ° ของซีกโลกทั้งสองจะลดลงเหลือ 8 * 10 2 -13 * 10 2 J/m2 .

รังสีดวงอาทิตย์ให้พลังงานมากถึง 20% สู่ชั้นบรรยากาศ ซึ่งกระจายไปทั่วความหนาของอากาศ ดังนั้นความร้อนของอากาศที่ทำให้เกิดจึงค่อนข้างน้อย ดวงอาทิตย์ให้ความร้อนแก่พื้นผิวโลกซึ่งถ่ายเทความร้อน อากาศในชั้นบรรยากาศเนื่องจาก การพาความร้อน(ตั้งแต่ lat. การพาความร้อน- การส่งมอบ) เช่นการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งของอากาศที่ถูกทำให้ร้อนที่พื้นผิวโลกไปยังสถานที่ซึ่งมากกว่านั้น อากาศเย็น- บรรยากาศก็จะประมาณนี้. ที่สุดความร้อน - โดยเฉลี่ยมากกว่าดวงอาทิตย์โดยตรงถึงสามเท่า

การแสดงตนใน คาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำไม่ยอมให้ความร้อนที่สะท้อนจากพื้นผิวโลกหลุดออกไปอย่างอิสระ ช่องว่าง- พวกเขาสร้าง ปรากฏการณ์เรือนกระจก,เนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิบนโลกระหว่างวันไม่เกิน 15 °C หากไม่มีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ พื้นผิวโลกจะเย็นลงประมาณ 40-50 °C ในชั่วข้ามคืน

เป็นผลจากขนาดที่เพิ่มมากขึ้น กิจกรรมทางเศรษฐกิจผู้คน - การเผาไหม้ถ่านหินและน้ำมันที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อน การปล่อยก๊าซเรือนกระจก สถานประกอบการอุตสาหกรรมการเพิ่มการปล่อยก๊าซรถยนต์ - ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้นซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้น ปรากฏการณ์เรือนกระจกและคุกคามการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลก

รังสีของดวงอาทิตย์ที่ผ่านชั้นบรรยากาศกระทบพื้นผิวโลกและให้ความร้อนซึ่งในทางกลับกันจะปล่อยความร้อนออกสู่ชั้นบรรยากาศ สิ่งนี้จะอธิบาย คุณลักษณะเฉพาะโทรโพสเฟียร์: อุณหภูมิอากาศลดลงตามความสูง แต่มีหลายกรณีที่ชั้นบรรยากาศที่สูงกว่ากลายเป็นความอบอุ่นมากกว่าชั้นบรรยากาศที่ต่ำกว่า ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า การผกผันของอุณหภูมิ(จากภาษาละติน inversio - การพลิกกลับ)

ลักษณะเฉพาะของผลกระทบของแสงแดดโดยตรงต่อร่างกายในปัจจุบันเป็นที่สนใจของหลาย ๆ คนโดยเฉพาะผู้ที่ต้องการใช้ช่วงฤดูร้อนอย่างมีกำไรและตุนไว้ พลังงานแสงอาทิตย์และได้ผิวสีแทนสุขภาพดีที่สวยงาม รังสีดวงอาทิตย์คืออะไร และมีผลกระทบต่อเราอย่างไร?

คำนิยาม

รังสีดวงอาทิตย์ (ภาพด้านล่าง) เป็นการไหลของรังสีซึ่งแสดงโดยการสั่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มี ความยาวที่แตกต่างกัน- สเปกตรัมของรังสีที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์มีความหลากหลายและกว้าง ทั้งในความยาวคลื่นและความถี่ และผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์

ประเภทของแสงแดด

สเปกตรัมมีหลายภูมิภาค:

1. รังสีแกมมา
2. รังสีเอกซ์ (ความยาวคลื่นน้อยกว่า 170 นาโนเมตร)
3. รังสีอัลตราไวโอเลต (ความยาวคลื่น - 170-350 นาโนเมตร)
4. แสงแดด(ความยาวคลื่น - 350-750 นาโนเมตร)
5. สเปกตรัมอินฟราเรดซึ่งมีผลกระทบทางความร้อน (ความยาวคลื่นมากกว่า 750 นาโนเมตร)

ในความเคารพของ อิทธิพลทางชีวภาพรังสีดวงอาทิตย์ที่กระฉับกระเฉงที่สุดในสิ่งมีชีวิตคือรังสีอัลตราไวโอเลต สารเหล่านี้ส่งเสริมการฟอกหนัง มีผลในการป้องกันฮอร์โมน กระตุ้นการผลิตเซโรโทนินและอื่นๆ ส่วนประกอบที่สำคัญเพิ่มความมีชีวิตชีวาและความมีชีวิตชีวา

รังสีอัลตราไวโอเลต

รังสีอัลตราไวโอเลตมี 3 ประเภทที่ส่งผลต่อร่างกายแตกต่างกัน:

1. รังสีเอกซ์ (ความยาวคลื่น - 400-320 นาโนเมตร) พวกมันมีระดับรังสีต่ำที่สุด สเปกตรัมพลังงานแสงอาทิตย์คงที่ตลอดทั้งวันและปี แทบจะไม่มีอุปสรรคสำหรับพวกเขาเลย อิทธิพลที่ไม่ดีรังสีแสงอาทิตย์ของคลาสนี้บนร่างกายมีค่าต่ำสุดในขณะเดียวกัน การปรากฏตัวถาวรเร่งกระบวนการชราตามธรรมชาติของผิวหนังเนื่องจากเมื่อเจาะเข้าไปในชั้นจมูกจะทำลายโครงสร้างและฐานของหนังกำพร้าทำลายเส้นใยอีลาสตินและคอลลาเจน
2. รังสีบี (ความยาวคลื่น - 320-280 นาโนเมตร) เฉพาะใน บางช่วงเวลาปีและชั่วโมงของวันมาถึงโลก ขึ้นอยู่กับละติจูดทางภูมิศาสตร์และอุณหภูมิอากาศ โดยปกติจะเข้าสู่ชั้นบรรยากาศตั้งแต่เวลา 10.00 น. ถึง 16.00 น. รังสีเหล่านี้มีส่วนในการกระตุ้นการสังเคราะห์วิตามินดี 3 ในร่างกายซึ่งเป็นส่วนประกอบหลัก คุณสมบัติเชิงบวก- อย่างไรก็ตาม เมื่อสัมผัสกับผิวหนังเป็นเวลานาน พวกมันสามารถเปลี่ยนจีโนมของเซลล์ในลักษณะที่พวกมันเริ่มเพิ่มจำนวนอย่างควบคุมไม่ได้และก่อตัวเป็นมะเร็ง
3. รังสีซี (ความยาวคลื่น - 280-170 นาโนเมตร) นี่เป็นส่วนที่อันตรายที่สุดของสเปกตรัมรังสียูวีซึ่งกระตุ้นให้เกิดการพัฒนาของมะเร็งโดยไม่มีเงื่อนไข แต่โดยธรรมชาติแล้ว ทุกอย่างได้รับการจัดเตรียมอย่างชาญฉลาด และรังสี C ที่เป็นอันตรายของดวงอาทิตย์ เช่นเดียวกับรังสี B ส่วนใหญ่ (90 เปอร์เซ็นต์) จะถูกดูดซับโดยชั้นโอโซนโดยไม่ต้องไปถึงพื้นผิวโลก นี่คือวิธีที่ธรรมชาติปกป้องสิ่งมีชีวิตทั้งหมดจากการสูญพันธุ์

อิทธิพลเชิงบวกและเชิงลบ

ขึ้นอยู่กับระยะเวลา ความเข้ม ความถี่ของการสัมผัสกับรังสี UV ค่ะ ร่างกายมนุษย์เชิงบวกและ ผลกระทบด้านลบ- ประการแรกได้แก่การก่อตัวของวิตามินดี การผลิตเมลานิน และการก่อตัวของผิวสีแทนที่สวยงาม การสังเคราะห์ตัวกลางที่ควบคุมจังหวะชีวิต และการผลิตตัวควบคุมที่สำคัญ ระบบต่อมไร้ท่อ- เซโรโทนิน นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมหลังฤดูร้อนเราจึงรู้สึกได้ถึงความเข้มแข็ง ความมีชีวิตชีวาที่เพิ่มขึ้น และอารมณ์ดี

ผลกระทบเชิงลบจากการได้รับรังสีอัลตราไวโอเลต ได้แก่ ผิวหนังไหม้ ความเสียหายต่อเส้นใยคอลลาเจน การปรากฏตัวของข้อบกพร่องด้านเครื่องสำอางในรูปแบบของรอยดำ และการกระตุ้นให้เกิดมะเร็ง

การสังเคราะห์วิตามินดี

เมื่อสัมผัสกับผิวหนังชั้นนอก พลังงานของรังสีแสงอาทิตย์จะถูกแปลงเป็นความร้อนหรือใช้ไปกับปฏิกิริยาโฟโตเคมีคอล ซึ่งเป็นผลมาจากกระบวนการทางชีวเคมีต่างๆ ที่เกิดขึ้นในร่างกาย

วิตามินดีมีให้ในสองวิธี:

• ภายนอก - เนื่องจากการก่อตัวในผิวหนังภายใต้อิทธิพลของรังสียูวี B;
• ภายนอก - เกิดจากการรับประทานอาหาร

เส้นทางภายนอกค่อนข้างมาก กระบวนการที่ยากลำบากปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นโดยปราศจากการมีส่วนร่วมของเอนไซม์ แต่ด้วย การมีส่วนร่วมบังคับการฉายรังสี UV ด้วยรังสี B-ray ด้วยไข้หวัดที่เพียงพอและสม่ำเสมอ ปริมาณวิตามิน D3 ที่สังเคราะห์ในผิวหนังในระหว่างปฏิกิริยาโฟโตเคมีคอลจะตอบสนองทุกความต้องการของร่างกายได้อย่างเต็มที่

การฟอกหนังและวิตามินดี

กิจกรรมของกระบวนการโฟโตเคมีคอลในผิวหนังโดยตรงขึ้นอยู่กับสเปกตรัมและความเข้มของการสัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเลตและเข้า ความสัมพันธ์แบบผกผันจากการฟอกหนัง (ระดับของการสร้างเม็ดสี) ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ายิ่งสีแทนเด่นชัดเท่าไร โปรวิตามินดี3 จะใช้เวลาสะสมในผิวหนังนานขึ้นเท่านั้น (จากเดิมที่ใช้เวลาสิบห้านาทีถึงสามชั่วโมง)

จากมุมมองทางสรีรวิทยาสิ่งนี้สามารถเข้าใจได้เนื่องจากการฟอกหนัง กลไกการป้องกันผิวหนังของเราและชั้นของเมลานินที่เกิดขึ้นจะทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันทั้งรังสี UV B ซึ่งทำหน้าที่เป็นสื่อกลางของกระบวนการโฟโตเคมีคอลและรังสีคลาส A ซึ่งให้ระยะความร้อนของการเปลี่ยนโปรวิตามิน D3 เป็นวิตามิน D3 ในผิวหนัง

แต่วิตามินดีที่ให้มาพร้อมกับอาหารจะชดเชยการขาดสารอาหารในกรณีดังกล่าวเท่านั้น การผลิตไม่เพียงพอในกระบวนการสังเคราะห์แสงเคมี

การสร้างวิตามินดีระหว่างแสงแดด

ปัจจุบันนี้ได้มีการกำหนดไว้แล้วโดยวิทยาศาสตร์เพื่อให้มั่นใจว่า ความต้องการรายวันในวิตามิน D3 ภายนอก ก็เพียงพอที่จะอยู่ในรังสียูวีระดับแสงแดดแบบเปิดเป็นเวลาสิบถึงยี่สิบนาที อีกประการหนึ่งคือรังสีดังกล่าวไม่ได้ปรากฏอยู่ในสเปกตรัมแสงอาทิตย์เสมอไป การปรากฏตัวของพวกมันขึ้นอยู่กับทั้งฤดูกาลของปีและละติจูดทางภูมิศาสตร์เนื่องจากโลกเมื่อหมุนรอบตัวจะเปลี่ยนความหนาและมุมของชั้นบรรยากาศที่รังสีของดวงอาทิตย์ผ่านไป

ดังนั้นรังสีดวงอาทิตย์จึงไม่สามารถสร้างวิตามิน D3 ในผิวหนังได้เสมอไป แต่จะเกิดเมื่อมีรังสี UV B ในสเปกตรัมเท่านั้น

รังสีดวงอาทิตย์ในรัสเซีย

ในประเทศของเราโดยคำนึงถึง ที่ตั้งทางภูมิศาสตร์อุดมไปด้วยรังสียูวีระดับหนึ่ง ในช่วงที่รังสีดวงอาทิตย์กระจายไม่สม่ำเสมอ ตัวอย่างเช่นใน Sochi, Makhachkala, Vladikavkaz ใช้เวลาประมาณเจ็ดเดือน (ตั้งแต่เดือนมีนาคมถึงตุลาคม) และใน Arkhangelsk เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก Syktyvkar ใช้เวลาประมาณสามเดือน (ตั้งแต่เดือนพฤษภาคมถึงกรกฎาคม) หรือน้อยกว่านั้น รวมไปถึงจำนวนวันที่มีเมฆมากต่อปี ควันในชั้นบรรยากาศ เมืองใหญ่ๆและเห็นได้ชัดว่าประชากรรัสเซียส่วนใหญ่ขาดแสงแดดแบบฮอร์โมน

นี่อาจเป็นเหตุผลว่าทำไมเราจึงพยายามแสวงหาดวงอาทิตย์โดยสัญชาตญาณและรีบไปที่ชายหาดทางตอนใต้โดยลืมไปว่ารังสีของดวงอาทิตย์ทางตอนใต้นั้นแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงซึ่งผิดปกติสำหรับร่างกายของเราและนอกเหนือจากการเผาไหม้แล้วยังสามารถกระตุ้นฮอร์โมนและภูมิคุ้มกันที่แข็งแกร่งซึ่ง สามารถเพิ่มความเสี่ยงของโรคมะเร็งและโรคอื่นๆ ได้

ในขณะเดียวกันดวงอาทิตย์ทางตอนใต้ก็สามารถรักษาได้คุณเพียงแค่ต้องปฏิบัติตามแนวทางที่สมเหตุสมผลในทุกสิ่ง

หากคุณมองดูดวงอาทิตย์ซึ่งมีเมฆบดบังบางส่วนและซ่อนอยู่หลังกลุ่มน้ำในชั้นบรรยากาศเหล่านี้ คุณอาจเห็นภาพที่คุ้นเคย นั่นคือแสงที่ลอดผ่านเมฆและตกลงสู่พื้น บางทีก็ดูเหมือนขนานกัน บางทีก็ดูเหมือนห่างกัน บางครั้งสามารถมองเห็นรูปร่างของดวงอาทิตย์ผ่านก้อนเมฆได้ ทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น? ผู้อ่านของเราในสัปดาห์นี้ถามว่า:

คุณช่วยอธิบายให้ฉันฟังหน่อยได้ไหมว่าทำไมในวันที่มีเมฆมากคุณจึงเห็นรังสีดวงอาทิตย์ทะลุเมฆได้ สำหรับฉันดูเหมือนว่าตั้งแต่ดวงอาทิตย์มีมาก มากกว่าโลกและเนื่องจากโฟตอนที่มาถึงเราในเวลาประมาณ เส้นทางคู่ขนานเราควรเห็นท้องฟ้าสว่างไสวสม่ำเสมอ และไม่สังเกตเห็นลูกบอลแสงเล็กๆ

คนส่วนใหญ่ไม่ได้คิดเกี่ยวกับ ความจริงที่น่าอัศจรรย์การมีอยู่ของแสงแดด

ในวันที่อากาศสดใส ท้องฟ้าจะสว่างไสวทั่วท้องฟ้า รังสีดวงอาทิตย์ตกเกือบขนานกับโลกเพราะดวงอาทิตย์อยู่ไกลมากและมีขนาดใหญ่มากเมื่อเทียบกับโลก บรรยากาศมีความโปร่งใสเพียงพอที่แสงแดดส่องถึงพื้นผิวโลกหรือกระจัดกระจายไปในทุกทิศทาง เอฟเฟกต์สุดท้ายมีหน้าที่รับผิดชอบต่อความจริงที่ว่าในวันที่มีเมฆมากสามารถมองเห็นบางสิ่งภายนอกได้ - บรรยากาศกระจายแสงแดดได้อย่างสมบูรณ์แบบและเติมเต็มพื้นที่โดยรอบด้วย

นี่คือเหตุผลว่าทำไมในวันที่มีแดดจ้า เงาของคุณจึงมืดกว่าพื้นผิวส่วนที่เหลือที่ตกลงไป แต่จะยังคงส่องสว่างอยู่ ในเงาของคุณ คุณสามารถมองเห็นโลกในลักษณะเดียวกับที่ดวงอาทิตย์หายไปหลังเมฆ จากนั้นสิ่งอื่นๆ ก็มืดมัวเหมือนเงาของคุณ แต่ยังคงส่องสว่างด้วยแสงที่กระจัดกระจาย

ด้วยเหตุนี้ เราจึงกลับไปสู่ปรากฏการณ์รังสีดวงอาทิตย์อีกครั้ง ทำไมเมื่อดวงอาทิตย์ซ่อนตัวอยู่หลังเมฆ บางครั้งคุณจึงมองเห็นรังสีแสงได้? แล้วทำไมบางครั้งพวกมันถึงดูเหมือนคอลัมน์คู่ขนาน และบางครั้งก็เหมือนคอลัมน์ที่แยกออกจากกัน?

สิ่งแรกที่ต้องทำความเข้าใจคือ การกระเจิงของแสงอาทิตย์เมื่อชนกับอนุภาคในชั้นบรรยากาศและเปลี่ยนทิศทางไปทุกทิศทาง จะได้ผลเสมอ ไม่ว่าดวงอาทิตย์จะซ่อนอยู่หลังเมฆหรือไม่ก็ตาม ดังนั้นในระหว่างวันจึงมีอยู่เสมอ ระดับพื้นฐานของแสงสว่าง นั่นคือเหตุผลว่าทำไมจึงเป็น "วัน" ดังนั้นหากต้องการพบความมืดในตอนกลางวันคุณต้องเข้าไปในถ้ำลึกลงไป

รังสีคืออะไร? มาจากช่องว่างหรือส่วนบางๆ ของเมฆ (หรือต้นไม้หรือวัตถุทึบแสงอื่นๆ) ที่ไม่บังแสงแดด แสงที่ส่องโดยตรงนี้ดูสว่างกว่าบริเวณโดยรอบ แต่จะสังเกตเห็นได้ก็ต่อเมื่อตัดกับพื้นหลังที่มืดและเป็นเงา! หากแสงนี้มีอยู่ทุกหนทุกแห่ง ก็ไม่มีอะไรโดดเด่น ดวงตาของเราจะปรับตัวเข้ากับแสงนั้น แต่หากลำแสงที่สว่างสว่างกว่าบริเวณโดยรอบ ดวงตาของคุณจะสังเกตเห็นสิ่งนี้และบอกความแตกต่างแก่คุณ

แล้วรูปร่างของรังสีล่ะ? คุณอาจคิดว่าเมฆทำหน้าที่เหมือนเลนส์หรือปริซึม โดยหักเหหรือหักเหรังสีและทำให้มันแยกออก แต่นั่นไม่เป็นความจริง เมฆดูดซับและเปล่งแสงอีกครั้งเท่าๆ กันในทุกทิศทาง ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้เมฆทึบแสง เอฟเฟกต์รังสีจะเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อเมฆไม่ดูดซับแสงส่วนใหญ่เท่านั้น เมื่อทำการวัดปรากฎว่าจริงๆ แล้วรังสีเหล่านี้ขนานกันซึ่งสอดคล้องกับระยะห่างจากดวงอาทิตย์มาก หากคุณสังเกตเห็นรังสีไม่ส่องเข้ามาหาคุณหรืออยู่ห่างจากคุณ แต่ตั้งฉากกับแนวสายตาของคุณ คุณจะพบสิ่งนี้อย่างแน่นอน

เหตุผลที่เราดูเหมือนว่ารังสี "มาบรรจบกัน" เข้าหาดวงอาทิตย์ก็เหมือนกันว่าทำไมสำหรับเราที่รางหรือพื้นผิวถนนมาบรรจบกัน ณ จุดหนึ่ง นี้ เส้นขนานส่วนหนึ่งจะอยู่ใกล้คุณมากกว่าอีกส่วนหนึ่ง ดวงอาทิตย์อยู่ไกลมากและจุดที่ลำแสงมานั้นอยู่ห่างจากคุณมากกว่าจุดที่มันสัมผัสกับโลก! อาจไม่ชัดเจนเสมอไป แต่นั่นคือสาเหตุที่คานมีรูปทรงของคาน ซึ่งมองเห็นได้ชัดเจนเมื่อคุณเห็นว่าคุณอยู่ใกล้ปลายคานแค่ไหน

ดังนั้นเราจึงเป็นหนี้การปรากฏตัวของรังสีต่อมุมมองของเงาที่อยู่รอบ ๆ และความสามารถของดวงตาของเราในการแยกแยะความสว่าง แสงตรงและความมืดทึบที่อยู่รายรอบ และสาเหตุที่รังสีดูเหมือนจะมาบรรจบกันก็เนื่องมาจากมุมมอง และเนื่องจากจุดลงจอดของรังสีแสงที่ขนานกันเหล่านี้อยู่ใกล้เรามากกว่าจุดเริ่มต้นที่ด้านล่างของเมฆ นั่นคือวิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังแสงแดด และนั่นคือเหตุผลว่าทำไมดวงอาทิตย์ถึงมีหน้าตาแบบนั้น!

ความสูงของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้าเปลี่ยนแปลงตลอดทั้งปีอย่างไรหากต้องการทราบ ให้นึกถึงผลลัพธ์จากการสังเกตความยาวของเงาที่โนมอน (เสายาว 1 เมตร) ทอดทิ้งในตอนเที่ยง ในเดือนกันยายน เงาจะยาวเท่าเดิม ในเดือนตุลาคม ยาวขึ้น ในเดือนพฤศจิกายน ยาวยิ่งขึ้น และในวันที่ 20 ธันวาคม เงาจะยาวที่สุด ตั้งแต่ปลายเดือนธันวาคม เงาก็ลดลงอีกครั้ง การเปลี่ยนแปลงความยาวของเงาโน-มอนแสดงให้เห็นว่าตลอดทั้งปี ดวงอาทิตย์อยู่ ณ เวลาเที่ยงวัน ความสูงที่แตกต่างกันเหนือขอบฟ้า (รูปที่ 88) ยิ่งดวงอาทิตย์อยู่สูงเหนือขอบฟ้า เงาก็จะยิ่งสั้นลง ยิ่งดวงอาทิตย์อยู่ต่ำกว่าเส้นขอบฟ้า เงาก็จะยิ่งยาวขึ้นเท่านั้น ดวงอาทิตย์ขึ้นสูงสุดในซีกโลกเหนือในวันที่ 22 มิถุนายน (ซึ่งเป็นวันครีษมายัน) และตำแหน่งต่ำสุดคือวันที่ 22 ธันวาคม (ในวันครีษมายัน)

เหตุใดการทำความร้อนที่พื้นผิวจึงขึ้นอยู่กับความสูงของดวงอาทิตย์จากรูป 89 เป็นที่ชัดเจนว่าแสงและความร้อนที่มาจากดวงอาทิตย์ในปริมาณเท่ากันกับมัน ตำแหน่งสูงตกลงบนพื้นที่เล็ก ๆ และเมื่อต่ำ - บนพื้นที่ที่ใหญ่กว่า บริเวณไหนจะร้อนกว่ากัน? แน่นอนว่ามีขนาดเล็กกว่าเนื่องจากมีรังสีกระจุกอยู่ที่นั่น

ผลที่ตามมาคือ ยิ่งดวงอาทิตย์อยู่สูงเหนือขอบฟ้า รังสีของมันตกเป็นแนวตรงมากขึ้น พื้นผิวโลกก็จะยิ่งมากขึ้น และจากดวงอาทิตย์ก็จะร้อนขึ้นด้วย แล้วฤดูร้อนก็มาถึง (รูปที่ 90) ยิ่งดวงอาทิตย์อยู่เหนือเส้นขอบฟ้า มุมตกกระทบของรังสีก็จะยิ่งน้อยลง และพื้นผิวก็ร้อนน้อยลง ฤดูหนาวกำลังจะมา.

ยิ่งมุมตกกระทบของรังสีดวงอาทิตย์บนพื้นผิวโลกมากเท่าไรก็ยิ่งได้รับแสงสว่างและให้ความร้อนมากขึ้นเท่านั้น

พื้นผิวโลกร้อนขึ้นอย่างไรรังสีของดวงอาทิตย์ตกบนพื้นผิวโลกทรงกลมในมุมที่ต่างกัน มุมตกกระทบที่ใหญ่ที่สุดของรังสีอยู่ที่เส้นศูนย์สูตร ไปทางเสาลดลง (รูปที่ 91)

ในมุมที่ยิ่งใหญ่ที่สุด เกือบจะเป็นแนวตั้ง รังสีของดวงอาทิตย์ตกที่เส้นศูนย์สูตร พื้นผิวโลกได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์มากที่สุด จึงร้อนบริเวณใกล้เส้นศูนย์สูตร ตลอดทั้งปีและไม่มีการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาล

ยิ่งคุณอยู่ห่างจากเส้นศูนย์สูตรไปทางเหนือหรือใต้มาก มุมตกกระทบของดวงอาทิตย์ก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น ส่งผลให้พื้นผิวและอากาศร้อนน้อยลง จะเย็นกว่าบริเวณเส้นศูนย์สูตร ฤดูกาลต่างๆ ปรากฏขึ้น: ฤดูหนาว ฤดูใบไม้ผลิ ฤดูร้อน ฤดูใบไม้ร่วง

ในฤดูหนาว รังสีดวงอาทิตย์ไม่ถึงขั้วและบริเวณใต้ขั้วเลย ดวงอาทิตย์ไม่ปรากฏเหนือขอบฟ้าเป็นเวลาหลายเดือน และไม่มีวันนั้น ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า คืนขั้วโลก - พื้นผิวและอากาศเย็นสบายมาก ฤดูหนาวจึงมีความรุนแรงมาก ในฤดูร้อนเดียวกันดวงอาทิตย์ไม่ตกเลยขอบฟ้าเป็นเวลาหลายเดือนและส่องสว่างตลอดเวลา (กลางคืนไม่ตก) - นี่ วันขั้วโลก . ดูเหมือนว่าถ้าฤดูร้อนกินเวลานาน พื้นผิวก็ควรจะร้อนขึ้นเช่นกัน แต่ดวงอาทิตย์อยู่ต่ำเหนือขอบฟ้า รังสีของมันเพียงเลื่อนผ่านพื้นผิวโลกและแทบไม่ให้ความร้อนเลย ดังนั้นฤดูร้อนใกล้เสาจึงอากาศหนาว

แสงสว่างและความร้อนของพื้นผิวขึ้นอยู่กับตำแหน่งบนโลก ยิ่งใกล้กับเส้นศูนย์สูตร มุมตกกระทบของดวงอาทิตย์ก็จะยิ่งมากขึ้น พื้นผิวก็จะร้อนมากขึ้นเท่านั้น เมื่อเราเคลื่อนออกจากเส้นศูนย์สูตรไปยังขั้ว มุมตกกระทบของรังสีจะลดลง ส่งผลให้พื้นผิวร้อนขึ้นน้อยลงและเย็นลงวัสดุจากเว็บไซต์

ในฤดูใบไม้ผลิ ต้นไม้จะเริ่มเติบโตอย่างรวดเร็ว

ความสำคัญของแสงและความร้อนต่อธรรมชาติที่มีชีวิตแสงแดดและความอบอุ่นเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ในฤดูใบไม้ผลิและฤดูร้อน เมื่อมีแสงสว่างและความอบอุ่นมาก ต้นไม้ก็จะเบ่งบาน เมื่อถึงฤดูใบไม้ร่วง เมื่อดวงอาทิตย์ตกเหนือขอบฟ้า แสงและความร้อนลดลง ต้นไม้ก็ผลัดใบ เมื่อเข้าสู่ฤดูหนาว เมื่อช่วงกลางวันสั้นลง ธรรมชาติได้พักผ่อน สัตว์บางชนิด (หมี ตัวแบดเจอร์) ถึงกับจำศีล เมื่อฤดูใบไม้ผลิมาถึงและดวงอาทิตย์ขึ้นสูง ต้นไม้จะเริ่มเติบโตอีกครั้งและมีชีวิตขึ้นมาอีกครั้ง สัตว์โลก- และทั้งหมดนี้ต้องขอบคุณดวงอาทิตย์

ไม้ประดับ เช่น มอนสเตอร่า ไทรคัส หน่อไม้ฝรั่ง หากค่อยๆ หันไปทางแสง ก็จะเติบโตเท่ากันทุกทิศทาง แต่ไม้ดอกไม่ยอมให้มีการจัดเรียงใหม่เช่นนี้ ดอกอาซาเลีย ดอกคาเมลเลีย เจอเรเนียม บานเย็น และบีโกเนียเกือบจะผลัดตาและแม้แต่ใบไม้ในทันที ดังนั้นจึงเป็นการดีกว่าที่จะไม่จัดเรียงพืชที่ "บอบบาง" ใหม่ในช่วงออกดอก

ไม่พบสิ่งที่คุณกำลังมองหา? ใช้การค้นหา

ในหน้านี้จะมีเนื้อหาในหัวข้อต่อไปนี้:

• การกระจายแสงและความร้อนบนโลกโดยย่อ

พระอาทิตย์-ดวงดาว ระบบสุริยะซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดความร้อนและแสงอันพราวพราวจำนวนมหาศาล แม้ว่าดวงอาทิตย์จะอยู่ห่างจากเราพอสมควรและมีรังสีเพียงส่วนเล็ก ๆ เท่านั้นที่มาถึงเรา แต่ก็เพียงพอแล้วสำหรับการพัฒนาสิ่งมีชีวิตบนโลก ดาวเคราะห์ของเราหมุนรอบดวงอาทิตย์ในวงโคจร ถ้าด้วย ยานอวกาศหากคุณสังเกตโลกตลอดทั้งปี คุณจะสังเกตเห็นว่าดวงอาทิตย์ส่องสว่างเพียงครึ่งหนึ่งของโลกเสมอ ดังนั้นที่นั่นจะมีกลางวัน และอีกครึ่งหนึ่งในเวลานี้จะมีกลางคืน พื้นผิวโลกได้รับความร้อนเฉพาะในเวลากลางวันเท่านั้น

โลกของเราร้อนไม่สม่ำเสมอ ความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอของโลกอธิบายได้ด้วยรูปร่างทรงกลม ดังนั้นมุมตกกระทบของรังสีดวงอาทิตย์ในพื้นที่ต่างๆ จึงแตกต่างกัน ซึ่งหมายความว่าส่วนต่างๆ ของโลกได้รับ ปริมาณที่แตกต่างกันความร้อน. ที่เส้นศูนย์สูตร รังสีดวงอาทิตย์ตกในแนวตั้ง และทำให้โลกร้อนอย่างมาก ยิ่งอยู่ห่างจากเส้นศูนย์สูตร มุมตกกระทบของลำแสงก็จะยิ่งน้อยลง และทำให้บริเวณเหล่านี้ได้รับความร้อนน้อยลง ลำแสงรังสีดวงอาทิตย์ที่มีกำลังเท่ากันจะทำความร้อนในพื้นที่ที่เล็กกว่ามากเนื่องจากตกลงในแนวตั้ง นอกจากนี้รังสีที่ตกในมุมที่เล็กกว่าที่เส้นศูนย์สูตรเจาะทะลุเดินทางในเส้นทางที่ยาวกว่าซึ่งส่งผลให้รังสีของดวงอาทิตย์บางส่วนกระจัดกระจายในโทรโพสเฟียร์และไม่ถึงพื้นผิวโลก ทั้งหมดนี้บ่งชี้ว่าระยะทางจากเส้นศูนย์สูตรไปทางทิศเหนือหรือทิศใต้จะลดลง เมื่อมุมตกกระทบของรังสีดวงอาทิตย์ลดลง

ระดับความร้อนของพื้นผิวโลกยังได้รับอิทธิพลจากการที่แกนของโลกเอียงกับระนาบการโคจร ซึ่งโลกหมุนรอบดวงอาทิตย์เต็มวงด้วยมุม 66.5° และหันไปทางทิศเหนือเสมอ มุ่งหน้าสู่ดาวเหนือ

ลองจินตนาการว่าโลกซึ่งโคจรรอบดวงอาทิตย์มีแกนโลก ตั้งฉากกับเครื่องบินวงโคจรการหมุน แล้วพื้นผิวก็จะเป็น ละติจูดที่แตกต่างกันจะได้รับความร้อนคงที่ตลอดทั้งปี มุมตกกระทบของรังสีดวงอาทิตย์จะคงที่ตลอดเวลา กลางวันจะเท่ากับกลางคืนเสมอ ฤดูกาลจะไม่เปลี่ยนแปลง ที่เส้นศูนย์สูตร สภาพเหล่านี้จะแตกต่างไปจากสภาพปัจจุบันเล็กน้อย อิทธิพลอย่างมีนัยสำคัญต่อความร้อนของพื้นผิวโลกและต่อความลาดชันทั้งหมด แกนโลกมีความแม่นยำในละติจูดพอสมควร

ในระหว่างปีนั่นคือระหว่างช่วงเวลา เลี้ยวเต็มโลกรอบดวงอาทิตย์มีสี่วันที่สำคัญเป็นพิเศษ: 21 มีนาคม, 23 กันยายน, 22 มิถุนายน, 22 ธันวาคม

เขตร้อนและ วงกลมขั้วโลกแบ่งพื้นผิวโลกออกเป็นแถบที่แตกต่างกันในเรื่องการส่องสว่างจากแสงอาทิตย์และปริมาณความร้อนที่ได้รับจากดวงอาทิตย์ มีโซนแสงสว่าง 5 โซน ได้แก่ โซนขั้วโลกเหนือและโซนใต้ซึ่งได้รับแสงและความร้อนน้อย โซนที่มีอากาศร้อน และโซนภาคเหนือและ เข็มขัดใต้ซึ่งได้รับแสงและความร้อนมากกว่าขั้วโลก แต่น้อยกว่าเขตร้อน

สรุปว่าเราทำได้ ข้อสรุปทั่วไป: ความร้อนและการส่องสว่างที่ไม่สม่ำเสมอของพื้นผิวโลกสัมพันธ์กับสภาพทรงกลมของโลกของเราและความเอียงของแกนโลกสูงถึง 66.5° กับวงโคจรรอบดวงอาทิตย์