No Image

Что защищает землю от солнечной радиации

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
12 абрь 2019

Со́лнечная радиа́ция — электромагнитное и корпускулярное излучение Солнца. Следует отметить, что данный термин является калькой с англ. Solar radiation («Солнечное излучение»), и в данном случае не означает радиацию в «бытовом» смысле этого слова (ионизирующее излучение).

Солнечная радиация измеряется мощностью переносимой ею энергии на единицу площади поверхности (ватт/м 2 ) (см. Солнечная постоянная). В целом, Земля получает от Солнца менее 0,5×10 −9 (одной двухмиллиардной) от энергии его излучения.

Электромагнитная составляющая солнечной радиации распространяется со скоростью света и проникает в земную атмосферу. До земной поверхности солнечная радиация доходит в виде прямых и рассеянных лучей. Спектральный диапазон электромагнитного излучения Солнца очень широк — от радиоволн (Солнечные радио всплески) [1] до рентгеновских лучей — однако максимум его интенсивности приходится на видимую (жёлто-зелёную) часть спектра.

Существует также корпускулярная часть солнечной радиации, состоящая преимущественно из протонов, движущихся от Солнца со скоростями 300—1500 км/с (см. Солнечный ветер). Во время солнечных вспышек образуются также частицы больших энергий (в основном протоны и электроны), образующие солнечную компоненту космических лучей.

Энергетический вклад корпускулярной составляющей солнечной радиации в её общую интенсивность невелик по сравнению с электромагнитной. Подавляющая доля частиц задерживается магнитным полем Земли, либо поглощается верхними слоями земной атмосферы, поэтому в ряде приложений термин «солнечная радиация» используют в узком смысле, имея в виду только её электромагнитную часть.

Содержание

Влияние солнечной радиации на климат [ править | править код ]

Солнечная радиация — главный источник энергии для всех физико-географических процессов, происходящих на земной поверхности и в атмосфере.

Солнечной радиации подвергается дневная сторона поверхности Земли. В частности, солнечная радиация очень сильна вблизи полюсов, в период полярных дней, когда Солнце круглосуточно находится над горизонтом. Однако, во время полярной ночи, в тех же местах Солнце вообще не поднимается над горизонтом. Солнечная радиация полностью не блокируется облачностью, и частично достигает поверхности Земли при любой погоде в дневное время за счёт прозрачности облаков для тепловой компоненты спектра солнечной радиации. Для измерения солнечной радиации служат пиранометры и пиргелиометры.

Сумма радиации, полученной небесным телом, зависит от расстояния между планетой и звездой — при увеличении расстояния вдвое количество радиации, поступающее от звезды на планету уменьшается вчетверо (пропорционально квадрату расстояния между планетой и звездой). Таким образом, даже небольшие изменения расстояния между планетой и звездой (вызваны наличием эксцентриситета орбиты) приводят к значительному изменению количества поступающей на планету радиации звезды. Эксцентриситет земной орбиты не является постоянным — с течением тысячелетий орбита меняется, периодически образуя практически идеальный круг, иногда же эксцентриситет достигает 5 % (в настоящее время он равен 1,67 %), то есть в перигелии Земля получает в настоящее время в 1,033 больше солнечной радиации, чем в афелии, а при наибольшем эксцентриситете — более чем в 1,1 раза. Гораздо более сильно количество поступающей солнечной радиации зависит от смены времён года — в настоящее время мощность солнечной радиации, поступающей на Землю, остаётся практически постоянной, но на широтах 65 С. Ш. (широта северных городов России, Канады) летом мощность солнечной радиации, отнесённая к единице поверхности, более чем на 25 % больше, чем зимой. Это происходит из-за того, что ось вращения Земли по отношению к плоскости орбиты наклонена под углом 23,3°. Избыток радиации летом и недостаток зимой взаимно компенсируются (если не учитывать эксцентриситет земной орбиты), но, с приближением места наблюдения к полюсам, разрыв между зимой и летом становится всё более существенным. Так, на экваторе разницы между зимой и летом практически нет. За Полярным кругом же, прямые лучи Солнца не достигают поверхности в течение полугода. Таким образом формируются особенности климата различных регионов Земли. Кроме того, периодические изменения эксцентриситета орбиты Земли могут приводить к возникновению различных геологических эпох: к примеру, ледникового периода.

Таблицы [ править | править код ]

Средняя дневная сумма солнечной радиации, кВтч/м² [3]
Лонгйир Мурманск Архангельск Якутск Санкт-Петербург Москва Новосибирск Берлин Улан-Удэ Лондон Хабаровск Ростов-на-Дону Сочи Находка Нью-Йорк Мадрид Асуан
1,67 2,19 2,29 2,96 2,60 2,72 2,91 2,74 3,47 2,73 3,69 3,45 4,00 3,99 3,83 4,57 6,34
Средняя дневная сумма солнечной радиации в декабре, кВтч/м² [3]
Лонгйир Мурманск Архангельск Якутск Санкт-Петербург Москва Новосибирск Берлин Улан-Удэ Лондон Хабаровск Ростов-на-Дону Сочи Находка Нью-Йорк Мадрид Асуан
0,05 0,16 0,17 0,33 0,62 0,61 0,97 0,60 1,29 1,00 1,25 2,04 1,68 1,64 4,30
Средняя дневная сумма солнечной радиации в июне, кВтч/м² [3]
Лонгйир Мурманск Архангельск Якутск Санкт-Петербург Москва Новосибирск Берлин Улан-Удэ Лондон Хабаровск Ростов-на-Дону Сочи Находка Нью-Йорк Мадрид Асуан
4,99 5,14 5,51 6,19 5,78 5,56 5,48 4,80 5,72 4,84 5,94 5,76 6,75 5,12 5,84 7,41 8,00
Читайте также:  Как применять чистотел
Отражение солнечной радиации от поверхности Земли
Снег чистый Трава зелёная Лес лиственный Почва Вода
71 % 20-25 % 15-20 % 10-30 % 9 %
Источник: [4]

Ссылки [ править | править код ]

Солнечная радиация (неопр.) . Географический словарь. Экологический центр «Экосистема». Дата обращения 22 мая 2011. Архивировано 14 февраля 2012 года.

Содержание

Космическая радиация: правда или миф?

Опасность радиации изкосмоса

Что защищает Землю отсолнечной радиации?

Влияние солнечной радиации наорганизм человека

Важные факторы влияния

Космическая радиация: правда или миф?

Космические лучи— это излучение, которое появляется при взрыве сверхновой звезды, атакже как следствие термоядерных реакций наСолнце. Разная природа происхождения лучей влияет инаихосновные характеристики. Космические лучи, которые проникают изкосмоса вне нашей Солнечной системы условно можно поделить надва вида— галактические имежгалактические. Последний вид остается наименее изученным, так как концентрация первичной радиации внем минимальна. Тоесть особого значения межгалактическое излучение неимеет, так как полностью нейтрализуется внашей атмосфере.

Ксожалению, также немного можно сказать иолучах, пришедших кнам изнашей галактики под названием Млечный Путь. Несмотря нато, что ееразмер превышает 10000 световых лет, любые изменения радиационного поля водном конце галактики немедленно аукнутся вдругом.

Опасность радиации изкосмоса

Прямая космическая радиация губительна для живого организма, поэтому еевлияние крайне опасно для человека. Ксчастью, наша Земля надежно защищена отэтих космических пришельцев плотным куполом изатмосферы. Онслужит прекрасной защитой всего живого наземле, так как нейтрализует прямую космическую радиацию. Нонеполностью. При столкновении своздухом она распадается наболее мелкие частички ионизирующего излучения, каждая изкоторых вступает виндивидуальную реакцию сего атомами. Таким образом, высокоэнергетическое излучение изкосмоса ослабевает, иобразует вторичное излучение. При этом оно теряет свою смертоносность— уровень радиации становится приблизительно такимже, как иврентгеновских лучах. Нопугаться нестоит— это излучение полностью исчезает вовремя прохождения через атмосферу Земли. Какимибы нибыли источники космических лучей, икакую мощь онибы неимели— опасность для человека, который находится наповерхности нашей планеты, минимальна. Ощутимый вред она может принести только космонавтам. Они подвержены прямому космическому излучению, так как неимеют естественной защиты ввиде атмосферы.

Энергия, выделяемая космическими лучами, впервую очередь влияет намагнитное поле Земли. Заряженные ионизирующие частицы буквально бомбардируют его истановятся причиной самого красивого атмосферного явления— Северного сияния. Ноэто еще невсе— радиоактивные частицы, ввиду своей природы, способны вызывать сбои вработе различной электроники. Иесли впрошлом веке это невызывало особого дискомфорта, товнаше время это весьма серьезная проблема, так как наэлектрике завязаны самые важные аспекты современной жизни.

Люди также восприимчивы кэтим гостям изкосмоса, хотя механизм воздействия космических лучей весьма специфичен. Ионизированные частички (тоесть вторичное излучение) воздействует намагнитное поле Земли, вызывая тем самым бури ватмосфере. Всем известно, что организм человека состоит изводы, которая очень восприимчива кмагнитным колебаниям. Таким образом, космическое излучение влияет насердечнососудистую систему, истановится причиной плохого самочувствия уметеозависимых людей. Это, конечноже, неприятно, ноотнюдь несмертельно.

Что защищает Землю отсолнечной радиации?

Солнце— это звезда, внедрах которой постоянно проходят разнообразные термоядерные реакции, которые сопровождаются сильными энергетическими выбросами. Эти заряженные частицы называются солнечный ветер идостаточно сильно влияют нанашу Землю, вернее наеемагнитное поле. Именно сним взаимодействуют ионизированные частицы, которые составляют основу солнечного ветра.

Согласно новейшим исследованиям ученых совсего мира, особую роль внейтрализации солнечного ветра отыгрывает плазменная оболочка нашей планеты. Происходит это следующим образом: солнечное излучение сталкивается смагнитным полем Земли ирассеивается. Когда его слишком много, удар насебя принимает плазменная оболочка, происходит процесс взаимодействия, схожий скоротким замыканием. Следствием такой борьбы могут стать трещины взащитном щите. Ноприрода иэто предусмотрела— потоки холодной плазмы поднимаются споверхности Земли иустремляются вместа ослабленной защитой. Таким образом, магнитное поле нашей планеты отражает удар изкосмоса.

Ностоит констатировать тот факт, что солнечная радиация, вотличие откосмической, всеже попадает наЗемлю. При этом нестоит переживать понапрасну, ведь посути это энергия Солнца, которая должна попадать наповерхность нашей планеты врассеянном состоянии. Таким образом, она нагревает поверхность Земли ипомогает развивать жизнь наней. Так, стоит четко разграничивать разные виды радиации, ведь некоторые изних нетолько неимеют негативного воздействия, ноинеобходимы для нормального функционирования живых организмов.

Однако наЗемле далеко невсе вещества одинаково восприимчивы ксолнечной радиации. Существуют поверхности, которые больше других поглощаютее. Это, как правило, подстилающие поверхности сминимальным уровнем альбедо (способность котражению солнечной радиации)— это земля, лес, песок.

Таким образом, температура наповерхности Земли, атакже продолжительность светового дня напрямую зависит оттого, какое количество солнечной радиации поглощает атмосфера. Хочется сказать, что основной объем энергии всеже доходит доповерхности нашей планеты, ведь воздушная оболочка Земли служит преградой лишь для лучей инфракрасного спектра. АвотУФ лучи нейтрализуются лишь частично, что приводит кнекоторым проблемам скожными покровами улюдей иживотных.

Читайте также:  Чистка маслом и лимонным соком

Влияние солнечной радиации наорганизм человека

При воздействии лучей инфракрасного спектра солнечной радиации однозначно проявляется тепловой эффект. Онспособствует расширению сосудов, стимуляции работы сердечнососудистой системы, активизирует кожное дыхание. Как следствие происходит расслабление основных систем организма, усиливается выработка эндорфинов (гормонов счастья), обладающих болеутоляющим ипротивовоспалительным эффектом. Тепло также влияет наобменные процессы, активизируя метаболизм.

Световое излучение солнечной радиации оказывает значительное фотохимическое воздействие, которое активизирует важные процессы втканях. Этот вид солнечной радиации позволяет человеку использовать одну изсамых важных систем осязания внешнего мира— зрение. Именно этим квантам мыдолжны быть благодарны зато, что видим все вкрасках.

Важные факторы влияния

Солнечное излучение инфракрасного спектра также стимулирует мозговую деятельность иотвечает запсихическое здоровье человека. Немаловажно ито, что именно этот вид солнечной энергии влияет нанаши биологические ритмы, тоесть нафазы активной деятельности исна.

Без световых частиц многие жизненно важные процессы оказалисьбы под угрозой, что чревато развитием различных заболеваний, втом числе бессонницы идепрессии. Также при минимальном контакте сосветовой солнечной радиацией существенно снижается трудоспособность человека, атакже замедляется большинство процессов ворганизме.

УФ-излучение достаточно полезно для нашего организма, так как оно запускает также иммунологические процессы, тоесть стимулирует защитные силы организма. Также оно нужно для выработки порфирита— аналога растительного хлорофилла внашей коже. Однако избыток УФ-лучей может привести кожогам, поэтому очень важно знать, как правильно защититься отэтого впериод максимальной солнечной активности.

Как видите, польза солнечной радиации для нашего организма несомненна. Многие очень переживают, впитываетли еда этот вид радиации инеопасноли есть зараженные продукты. Повторюсь— солнечная энергия неимеет ничего общего скосмическим или атомным излучением, азначит, иопасаться еенестоит. Даибылобы бессмысленно избегатьее. Способа того, как спастись отСолнца никто пока неискал.

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

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

Состав солнечной радиации и ее виды

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

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

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

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

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

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

Как влияет на организм человека

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

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

  • под влиянием ультрафиолета синтезируется витамин D, отвечающий за связывание соединений кальция и формирование костной ткани. Особенно это важно для развивающегося детского организма. При недостатке солнечного света, велик риск нарушения роста и развития рахита.
  • обладает бактерицидным действием, нормализует обмен веществ, укрепляет иммунную систему организма.
  • стимулирует выработку эндорфинов. Именно поэтому, в ясную солнечную погоду почти всегда хорошее настроение и отличное самочувствие.
Читайте также:  Токсикоз на 5 месяце беременности причины

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

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

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

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

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

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

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

Как защитить себя от солнечной радиации

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

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

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

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

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

Радиационный баланс и влияние радиации на климат

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

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

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

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

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

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

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Отравление
0 комментариев
No Image Отравление
0 комментариев
Adblock detector