Sončno sevanje je sevanje, ki je lastno svetilki našega planetarnega sistema. Sonce je glavna zvezda, okoli katere se vrti Zemlja, pa tudi sosednji planeti. Pravzaprav je to ogromna vroča plinska krogla, ki nenehno oddaja energijo, ki teče v prostor okoli sebe. Temu pravijo sevanje. Smrtonosno, hkrati pa je ta energija eden glavnih dejavnikov, ki omogočajo življenje na našem planetu. Kot vse na tem svetu so koristi in škode sončnega sevanja za organsko življenje tesno medsebojno povezane.
Splošni pogled
Če želite razumeti, kaj je sončno sevanje, morate najprej razumeti, kaj je Sonce. Glavni vir toplote, ki zagotavlja pogoje za organski obstoj na našem planetu, v vesoljskih prostorih je le majhna zvezda na galaktičnem obrobju Rimske ceste. Toda za zemljane je Sonce središče mini vesolja. Konec koncev se naš planet vrti okoli tega plinskega strdka. Sonce nam daje toploto in osvetlitev, torej oskrbuje oblikeenergija, brez katere bi bil naš obstoj nemogoč.
V starih časih je bil vir sončnega sevanja - Sonce - božanstvo, predmet, vreden čaščenja. Sončna pot čez nebo se je ljudem zdela očiten dokaz božje volje. Poskusi, da bi se poglobili v bistvo pojava, razložili, kaj je ta svetilka, so se izvajali že dolgo, še posebej pomembno pa je k njim prispeval Kopernik, ki je oblikoval idejo heliocentrizma, ki se je osupljivo razlikovala od geocentrizem, splošno sprejet v tistem obdobju. Zagotovo pa je znano, da so znanstveniki že v starih časih večkrat razmišljali o tem, kaj je Sonce, zakaj je tako pomembno za vse oblike življenja na našem planetu, zakaj je gibanje te svetilke točno tako, kot vidimo to.
Napredek tehnologije je omogočil boljše razumevanje, kaj je Sonce, kakšni procesi se odvijajo znotraj zvezde, na njeni površini. Znanstveniki so izvedeli, kaj je sončno sevanje, kako plinski predmet vpliva na planete v svojem vplivnem območju, zlasti na zemeljsko podnebje. Zdaj ima človeštvo dovolj veliko bazo znanja, da lahko samozavestno reče: bilo je mogoče ugotoviti, kaj je sevanje, ki ga oddaja Sonce, kako izmeriti ta energijski tok in kako oblikovati značilnosti njegovega vpliva na različne oblike organskega življenja na Zemlja.
O pogoji
Najpomembnejši korak pri obvladovanju bistva koncepta je bil narejen v prejšnjem stoletju. Takrat je ugledni astronom A. Eddington izoblikoval domnevo: termonuklearna fuzija poteka v sončnih globinah, karomogoča, da se v prostor okoli zvezde sprosti velika količina energije. Ko smo poskušali oceniti količino sončnega sevanja, so si prizadevali določiti dejanske parametre okolja na zvezdi. Tako temperatura jedra po mnenju znanstvenikov doseže 15 milijonov stopinj. To zadostuje za obvladovanje medsebojnega odbijanja protonov. Trk enot vodi do tvorbe helijevih jeder.
Nove informacije so pritegnile pozornost številnih uglednih znanstvenikov, vključno z A. Einsteinom. V poskusu ocene količine sončnega sevanja so znanstveniki ugotovili, da so helijeva jedra po masi slabša od skupne vrednosti 4 protonov, potrebnih za tvorbo nove strukture. Tako se je razkrila značilnost reakcij, imenovana "masna napaka". Toda v naravi nič ne more izginiti brez sledu! Znanstveniki so v poskusu iskanja "pobeglih" količin primerjali pridobivanje energije in posebnosti spremembe mase. Takrat je bilo mogoče razkriti, da razliko oddajajo gama kvanti.
Emitovani predmeti se prebijajo iz jedra naše zvezde na njeno površje skozi številne atmosferske plinske plasti, kar vodi do drobljenja elementov in nastajanja elektromagnetnega sevanja na njihovi podlagi. Med drugimi vrstami sončnega sevanja je svetloba, ki jo zaznava človeško oko. Približne ocene kažejo, da proces prehoda gama žarkov traja približno 10 milijonov let. Še osem minut - in sevana energija doseže površje našega planeta.
Kako kaj?
Sončno sevanje imenujemo celoten kompleks elektromagnetnega sevanja, za katerega je značilen dokaj širok razpon. Sem spada tako imenovani sončni veter, to je tok energije, ki ga tvorijo elektroni, svetlobni delci. Na mejnem sloju atmosfere našega planeta nenehno opažamo enako intenzivnost sončnega sevanja. Energija zvezde je diskretna, njen prenos poteka skozi kvante, medtem ko je korpuskularni odtenek tako nepomemben, da lahko žarke obravnavamo kot elektromagnetno valovanje. In njihova porazdelitev, kot so ugotovili fiziki, poteka enakomerno in v ravni črti. Tako je za opis sončnega sevanja potrebno določiti njegovo značilno valovno dolžino. Na podlagi tega parametra je običajno razlikovati več vrst sevanja:
- toplo;
- radijski val;
- bela luč;
- ultravijolično;
- gamma;
- rentgen.
Razmerje najboljšega infrardečega, vidnega, ultravijoličnega sevanja je ocenjeno na naslednji način: 52%, 43%, 5%.
Za kvantitativno oceno sevanja je potrebno izračunati gostoto energijskega pretoka, to je količino energije, ki doseže omejeno površino površine v danem časovnem obdobju.
Kot so pokazale študije, sončno sevanje pretežno absorbira planetarna atmosfera. Zaradi tega pride do segrevanja na temperaturo, ki je ugodna za organsko življenje, značilno za Zemljo. Obstoječa ozonska lupina prepušča le stotino ultravijoličnega sevanja. Valovi so popolnoma blokirani.kratka, nevarna za živa bitja. Atmosferske plasti lahko razpršijo skoraj tretjino sončnih žarkov, še 20% jih absorbira. Posledično na površino planeta ne doseže več kot polovica vse energije. Prav ta "ostanek" so v znanosti imenovali neposredno sončno sevanje.
In če podrobneje?
Obstaja več vidikov, ki določajo, kako intenzivno bo neposredno sevanje. Najpomembnejši so vpadni kot, ki je odvisen od zemljepisne širine (geografske značilnosti terena na zemeljski obli), letnega časa, ki določa, kako velika je oddaljenost določene točke od vira sevanja. Veliko je odvisno od značilnosti ozračja – kako onesnaženo je, koliko oblakov je v danem trenutku. Končno igra vlogo narava površine, na katero žarek pade, in sicer njegova sposobnost odražanja prihajajočih valov.
Skupno sončno sevanje je vrednost, ki združuje razpršeno količino in neposredno sevanje. Parameter, ki se uporablja za oceno intenzivnosti, je ocenjen v kalorijah na enoto površine. Hkrati se spomnimo, da so vrednosti sevanja v različnih obdobjih dneva različne. Poleg tega energije ni mogoče enakomerno porazdeliti po površini planeta. Bližje polu, večja je intenzivnost, snežne odeje pa so zelo odbojne, kar pomeni, da se zrak ne segreje. Zato, dlje kot je od ekvatorja, manj bo skupno sevanje sončnih valov.
Kot so znanstveniki uspeli identificirati, energijaSončno sevanje resno vpliva na planetarno podnebje, podreja vitalno aktivnost različnih organizmov, ki obstajajo na Zemlji. Pri nas, pa tudi na ozemlju njenih najbližjih sosedov, tako kot v drugih državah na severni polobli, pozimi prevladuje razpršeno sevanje, poleti pa prevladuje neposredno sevanje.
Infrardeči valovi
Od skupne količine celotnega sončnega sevanja impresiven odstotek pripada infrardečemu spektru, ki ga človeško oko ne zazna. Zaradi takšnih valov se površina planeta segreje in postopoma prenaša toplotno energijo na zračne mase. To pomaga ohranjati udobno klimo, vzdrževati pogoje za obstoj organskega življenja. Če ni resnih napak, podnebje ostane pogojno nespremenjeno, kar pomeni, da lahko vsa bitja živijo v svojih običajnih razmerah.
Naša zvezda ni edini vir infrardečih valov. Podobno sevanje je značilno za vsak ogrevan predmet, vključno z navadno baterijo v človeški hiši. Na principu zaznavanja infrardečega sevanja delujejo številne naprave, ki omogočajo videnje segretih teles v temi, sicer neprijetnih za oči razmerah. Mimogrede, kompaktne naprave, ki so postale tako priljubljene v zadnjem času, delujejo po podobnem principu, da ocenijo, skozi katere dele stavbe prihaja do največjih toplotnih izgub. Ti mehanizmi so še posebej razširjeni med gradbeniki, pa tudi lastniki zasebnih hiš, saj pomagajo ugotoviti, skozi katere odsekeizgubi toploto, organizirajte njihovo zaščito in preprečite nepotrebno porabo energije.
Ne podcenjujte vpliva sončnega infrardečega sevanja na človeško telo samo zato, ker naše oči ne zaznajo takšnih valov. Zlasti sevanje se aktivno uporablja v medicini, saj omogoča povečanje koncentracije levkocitov v cirkulacijskem sistemu, pa tudi normalizacijo pretoka krvi s povečanjem lumena krvnih žil. Naprave, ki temeljijo na IR spektru, se uporabljajo kot profilaktično sredstvo proti kožnim patologijam, terapevtsko pri vnetnih procesih v akutni in kronični obliki. Najsodobnejša zdravila pomagajo pri obvladovanju koloidnih brazgotin in trofičnih ran.
To je zanimivo
Na podlagi preučevanja faktorjev sončnega sevanja je bilo mogoče ustvariti resnično edinstvene naprave, imenovane termografi. Omogočajo pravočasno odkrivanje različnih bolezni, ki jih na druge načine ni mogoče odkriti. Tako lahko najdete raka ali krvni strdek. IR do neke mere ščiti pred ultravijoličnim sevanjem, ki je nevarno za organsko življenje, kar je omogočilo uporabo valov tega spektra za obnovitev zdravja astronavtov, ki so bili dlje časa v vesolju.
Narava okoli nas je še danes skrivnostna, to velja tudi za sevanje različnih valovnih dolžin. Zlasti infrardeča svetloba še vedno ni v celoti raziskana. Znanstveniki vedo, da lahko njegova nepravilna uporaba škoduje zdravju. Zato je nesprejemljiva uporaba opreme, ki ustvarja takšno svetlobo, za zdravljenje gnojnegavnetih območij, krvavitev in malignih novotvorb. Infrardeči spekter je kontraindiciran za ljudi, ki trpijo zaradi okvarjenega delovanja srca, krvnih žil, vključno s tistimi, ki se nahajajo v možganih.
vidna luč
Eden od elementov celotnega sončnega sevanja je svetloba, vidna človeškemu očesu. Valovi žarki se širijo v ravnih črtah, tako da ni superpozicije drug na drugega. Nekoč je to postalo tema številnih znanstvenih del: znanstveniki so se odločili razumeti, zakaj je okoli nas toliko odtenkov. Izkazalo se je, da igrajo vlogo ključni parametri svetlobe:
- refrakcija;
- odsev;
- absorpcija.
Kot so ugotovili znanstveniki, predmeti sami po sebi ne morejo biti vidni viri svetlobe, lahko pa absorbirajo sevanje in ga odbijajo. Odbojni koti, frekvenca valov se razlikujejo. Skozi stoletja se je človekova sposobnost vida postopoma izboljševala, vendar so določene omejitve posledica biološke zgradbe očesa: mrežnica je taka, da lahko zazna le določene žarke odbitih svetlobnih valov. To sevanje je majhna vrzel med ultravijoličnimi in infrardečimi valovi.
Številne radovedne in skrivnostne značilnosti svetlobe niso postale le predmet številnih del, ampak so bile osnova za rojstvo nove fizične discipline. Hkrati so se pojavile neznanstvene prakse, teorije, katerih privrženci verjamejo, da lahko barva vpliva na fizično stanje osebe, psiho. Na podlagi takihdomnevah, ljudje se obkrožajo s predmeti, ki so najbolj prijetni njihovim očem, zaradi česar je vsakdanje življenje bolj udobno.
Ultravijolično
Enako pomemben vidik celotnega sončnega sevanja je ultravijolična študija, ki jo tvorijo valovi velike, srednje in majhne dolžine. Med seboj se razlikujejo tako po fizikalnih parametrih kot po posebnostih vpliva na oblike organskega življenja. Dolgi ultravijolični valovi se na primer v glavnem razpršijo v atmosferskih plasteh in le majhen odstotek doseže zemeljsko površino. Krajša kot je valovna dolžina, globlje lahko takšno sevanje prodre v človeško (in ne samo) kožo.
Po eni strani je ultravijolično sevanje nevarno, a brez njega je obstoj raznolikega organskega življenja nemogoč. Takšno sevanje je odgovorno za tvorbo kalciferola v telesu, ta element pa je potreben za gradnjo kostnega tkiva. UV spekter je močno preprečevanje rahitisa, osteohondroze, kar je še posebej pomembno v otroštvu. Poleg tega takšno sevanje:
- uravnava presnovo;
- aktivira proizvodnjo esencialnih encimov;
- izboljšuje regenerativne procese;
- stimulira pretok krvi;
- razširi krvne žile;
- stimulira imunski sistem;
- vodi do tvorbe endorfina, kar pomeni, da se živčno prekomerno vzbujanje zmanjša.
Zadnja stran kovanca
Zgoraj je bilo navedeno, da je skupno sončno sevanje količina sevanja, ki doseže površinoplanetov in razpršenih v ozračju. V skladu s tem je element tega volumna ultravijolični žarki vseh dolžin. Ne smemo pozabiti, da ima ta dejavnik tako pozitivne kot negativne vidike vpliva na organsko življenje. Čeprav je sončenje pogosto koristno, je lahko nevarno za zdravje. Predolga izpostavljenost neposredni sončni svetlobi, zlasti v pogojih povečane aktivnosti svetilke, je škodljiva in nevarna. Dolgotrajna izpostavljenost telesu in previsoka sevalna aktivnost povzročata:
- opekline, pordelost;
- edem;
- hiperemija;
- toplota;
- slabost;
- bruhaj.
Dolgotrajno ultravijolično obsevanje izzove motnje apetita, delovanja centralnega živčnega sistema, imunskega sistema. Poleg tega me začne boleti glava. Opisani simptomi so klasične manifestacije sončne kapi. Oseba sama se ne more vedno zavedati, kaj se dogaja - stanje se postopoma poslabša. Če opazite, da je nekdo v bližini zbolel, je treba zagotoviti prvo pomoč. Shema je naslednja:
- pomagajte premakniti iz neposredne svetlobe v hladno zasenčeno območje;
- položite pacienta na hrbet, tako da so noge višje od glave (to bo pomagalo normalizirati pretok krvi);
- hladite vrat, obraz z vodo in položite hladen obkladek na čelo;
- odpnite kravato, pas, slecite tesna oblačila;
- pol ure po napadu dajte piti hladno vodo (majhna količina).
Če je žrtev izgubila zavest, je pomembno, da takoj poiščete pomoč pri zdravniku. Reševalno vozilo bo osebo premestilo na varno mesto in mu dalo injekcijo glukoze ali vitamina C. Zdravilo se injicira v veno.
Kako se pravilno sončiti?
Da ne bi izkusili, kako neprijetna je lahko prekomerna količina sončnega sevanja med sončenjem, je pomembno upoštevati pravila varnega preživljanja časa na soncu. Ultravijolično sevanje sproži proizvodnjo melanina, hormona, ki pomaga koži, da se zaščiti pred negativnimi učinki valov. Pod vplivom te snovi koža postane temnejša, odtenek pa se spremeni v bron. Do danes se spori o tem, kako koristno in škodljivo je za človeka, ne pojenjajo.
Po eni strani je sončna opeklina poskus telesa, da se zaščiti pred prekomerno izpostavljenostjo sevanju. To poveča verjetnost nastanka malignih novotvorb. Po drugi strani pa porjavelost velja za modno in lepo. Da bi zmanjšali tveganja zase, je pred začetkom postopkov na plaži smiselno analizirati, kako nevarna je količina sončnega sevanja, ki ga prejmete med sončenjem, kako zmanjšati tveganja zase. Da bo izkušnja čim bolj prijetna, morajo sončniki:
- pijte veliko vode;
- uporabite izdelke za zaščito kože;
- sončite se zvečer ali zjutraj;
- na neposredni sončni svetlobi ne preživite več kot eno uro;
- ne pijte alkohola;
- v jedilnik vključite živila, bogata s selenom, tokoferolom, tirozinom. Ne pozabite na beta-karoten.
Vrednost sončnega sevanja začloveško telo je izjemno veliko, ne pozabite na pozitivne in negativne vidike. Zavedati se morate, da se pri različnih ljudeh pojavljajo biokemične reakcije z individualnimi lastnostmi, zato je lahko za nekoga celo polurno sončenje nevarno. Pred sezono na plaži se je smiselno posvetovati z zdravnikom, oceniti vrsto in stanje kože. To bo pomagalo preprečiti škodo za zdravje.
Če je mogoče, se izogibajte sončenju v starosti, v obdobju poroda. Bolezni raka, duševne motnje, kožne patologije in srčno popuščanje se ne kombinirajo s sončenjem.
Popolno sevanje: kje je pomanjkanje?
Precej zanimiva je porazdelitev sončnega sevanja. Kot je navedeno zgoraj, lahko le približno polovica vseh valov doseže površino planeta. Kam ostali izginejo? Svojo vlogo igrajo različne plasti atmosfere in mikroskopski delci, iz katerih so nastali. Impresiven del, kot je bilo navedeno, absorbira ozonska plast - to so vsi valovi, katerih dolžina je manjša od 0,36 mikrona. Poleg tega je ozon sposoben absorbirati nekatere vrste valov iz spektra, vidnega človeškemu očesu, to je interval 0,44-1,18 mikronov.
UV do neke mere absorbira plast kisika. To je značilno za sevanje z valovno dolžino 0,13-0,24 mikronov. Ogljikov dioksid, vodna para lahko absorbirajo majhen odstotek infrardečega spektra. Atmosferski aerosol absorbira del (IR spekter) celotne količine sončnega sevanja.
Valovi iz kategorije kratkih valov so razpršeni v atmosferi zaradi prisotnosti mikroskopskih nehomogenih delcev, aerosola, oblakov tukaj. Nehomogeni elementi, delci, katerih dimenzije so manjše od valovne dolžine, izzovejo molekularno sipanje, za večje pa je značilen pojav, ki ga opisuje indikatrika, to je aerosol.
Druga količina sončnega sevanja doseže zemeljsko površino. Združuje neposredno sevanje, razpršeno sevanje.
Popolno sevanje: pomembni vidiki
Skupna vrednost je količina sončnega sevanja, ki ga prejme ozemlje, pa tudi absorbira v ozračje. Če na nebu ni oblakov, je skupna količina sevanja odvisna od zemljepisne širine območja, nadmorske višine nebesnega telesa, vrste zemeljske površine na tem območju in stopnje prosojnosti zraka. Več aerosolnih delcev je razpršenih v atmosferi, nižje je neposredno sevanje, vendar se delež razpršenega sevanja poveča. Običajno je v odsotnosti oblačnosti v celotnem sevanju razpršena ena četrtina.
Naša država spada med severne, zato je večino leta v južnih regijah sevanje veliko večje kot v severnih. To je posledica položaja zvezde na nebu. Toda kratko časovno obdobje maj-julij je edinstveno obdobje, ko je celo na severu skupno sevanje precej impresivno, saj je sonce visoko na nebu, dnevne ure pa so daljše kot v drugih mesecih v letu. Hkrati je v povprečju v azijski polovici države, če ni oblačnosti, skupnasevanje je pomembnejše kot na zahodu. Največjo moč valovnega sevanja opazimo opoldne, letni maksimum pa se pojavi junija, ko je sonce najvišje na nebu.
Skupno sončno sevanje je količina sončne energije, ki doseže naš planet. Hkrati je treba spomniti, da različni atmosferski dejavniki vodijo k temu, da je letni prihod skupnega sevanja manjši, kot bi lahko bil. Največja razlika med dejansko opaženim in največjim možnim je poleti značilna za daljnovzhodne regije. Monsuni povzročajo izjemno goste oblake, zato se skupno sevanje zmanjša za približno polovico.
Zanima me
Na jugu države opazimo največji odstotek največje možne izpostavljenosti sončni energiji v resnici (preračunano za 12 mesecev). Indikator doseže 80%.
Oblačnost ne povzroči vedno enake količine sončnega sevanja. Oblika oblakov igra vlogo, značilnosti sončnega diska v določenem trenutku. Če je odprta, potem oblačnost povzroči zmanjšanje direktnega sevanja, medtem ko se razpršeno sevanje močno poveča.
Obstajajo tudi dnevi, ko je neposredno sevanje približno enake moči kot razpršeno sevanje. Dnevna skupna vrednost je lahko celo večja od sevanja, značilnega za dan popolnoma brez oblakov.
V 12 mesecih je treba posebno pozornost nameniti astronomskim pojavom, ki določajo skupne številčne kazalnike. Hkrati pa oblačnost vodi v dejstvo, da je resnični maksimum sevanja mogoče opaziti ne junija, ampak mesec dni prej ali pozneje.
Sevanje v vesolju
Od meje magnetosfere našega planeta in naprej v vesolje postaja sončno sevanje dejavnik, povezan s smrtno nevarnostjo za ljudi. Že leta 1964 je izšlo pomembno poljudnoznanstveno delo o obrambnih metodah. Njegovi avtorji so bili sovjetski znanstveniki Kamanin, Bubnov. Znano je, da za osebo doza sevanja na teden ne sme biti večja od 0,3 rentgena, medtem ko mora biti za eno leto znotraj 15 R. Za kratkotrajno izpostavljenost je meja za osebo 600 R. Leti v vesolje, zlasti v razmerah nepredvidljive sončne aktivnosti, lahko spremlja znatna izpostavljenost astronavtov, kar zahteva dodatne ukrepe za zaščito pred valovi različnih dolžin.
Po misijah Apollo, med katerimi so bile preizkušene zaščitne metode, preučevali dejavniki, ki vplivajo na zdravje ljudi, je minilo več kot desetletje, vendar znanstveniki do danes ne najdejo učinkovitih, zanesljivih metod za napovedovanje geomagnetnih neviht. Napoved lahko naredite za ure, včasih tudi za več dni, a tudi pri tedenski napovedi možnosti za uresničitev niso več kot 5%. Sončni veter je še bolj nepredvidljiv. Z verjetnostjo ena od treh lahko astronavti, ki se odpravljajo na novo misijo, padejo v močne tokove sevanja. S tem je še toliko bolj pomembno vprašanje raziskovanja in napovedovanja sevalnih lastnosti ter razvoja metod zaščite prednjega.
