Sonce igra pomembno vlogo za nas na Zemlji. Planetu in vsemu na njem zagotavlja pomembne dejavnike, kot sta svetloba in toplota. Toda kaj je sončno sevanje, spekter sončne svetlobe, kako vse to vpliva na nas in na globalno podnebje kot celoto?
Kaj je sončno sevanje?
Slabe misli vam običajno pridejo na misel, ko pomislite na besedo "sevanje". Toda sončno sevanje je pravzaprav zelo dobra stvar – to je sončna svetloba! Vsako živo bitje na Zemlji je odvisno od njega. Potreben je za preživetje, ogreva planet, zagotavlja hrano za rastline.
Sončno sevanje je vsa svetloba in energija, ki prihaja iz sonca, in obstaja veliko različnih oblik tega. V elektromagnetnem spektru ločimo različne vrste svetlobnih valov, ki jih oddaja sonce. So kot valovi, ki jih vidite v oceanu: premikajo se gor in dol ter z enega mesta na drugega. Spekter sončne študije ima lahko različno intenzivnost. Razlikovatiultravijolično, vidno in infrardeče sevanje.
Svetloba premika energija
Spekter sončnega sevanja figurativno spominja na klavirsko tipkovnico. En konec ima nizke note, drugi konec pa visoke. Enako velja za elektromagnetni spekter. En konec ima nizke frekvence, drugi konec pa visoke frekvence. Nizkofrekvenčni valovi so dolgi za določeno časovno obdobje. To so stvari, kot so radar, televizija in radijski valovi. Visokofrekvenčna sevanja so visokoenergetski valovi s kratko valovno dolžino. To pomeni, da je sama valovna dolžina za določeno časovno obdobje zelo kratka. To so na primer žarki gama, rentgenski žarki in ultravijolični žarki.
To si lahko zamislite takole: nizkofrekvenčni valovi so kot, da bi se vzpenjali v hrib s postopnim dvigom, medtem ko so visokofrekvenčni valovi kot hitri vzpon po strmem, skoraj navpičnem hribu. Višina vsakega hriba je enaka. Frekvenca elektromagnetnega valovanja določa, koliko energije nosi. Elektromagnetni valovi, ki so daljši in zato nižje frekvence, nosijo veliko manj energije kot tisti s krajšimi valovnimi dolžinami in višjimi frekvencami.
Zato so lahko rentgenski žarki in ultravijolično sevanje nevarni. Nosijo toliko energije, da lahko, če pridejo v vaše telo, poškodujejo celice in povzročijo težave, kot so rak in spremembe DNK. Stvari, kot so radio in infrardeči valovi, ki nosijo veliko manj energije, v resnici nimajo nobenega vplivanimamo vpliva. To je dobro, saj se zagotovo ne želite tvegati s preprostim vklopom stereo.
Vidna svetloba, ki jo mi in druge živali lahko vidimo z očmi, se nahaja skoraj na sredini spektra. Drugih valov ne vidimo, vendar to ne pomeni, da jih ni. Pravzaprav lahko žuželke vidijo ultravijolično svetlobo, ne pa naše vidne svetlobe. Rože se jim zdijo zelo drugačne kot nam, in to jim pomaga vedeti, katere rastline naj obiskujejo in katerih se izogibajo.
Vir vse energije
Sončno svetlobo jemljemo za samoumevno, a ni nujno, da je, saj je pravzaprav vsa energija na Zemlji odvisna od te velike svetle zvezde v središču našega sončnega sistema. In ko smo v njem, bi se morali zahvaliti tudi našemu ozračju, saj absorbira nekaj sevanja, preden pride do nas. To je pomembno ravnovesje: preveč sončne svetlobe in Zemlja se segreje, premalo in začne zmrzovati.
Pri prehodu skozi ozračje spekter sončnega sevanja blizu površine Zemlje daje energijo v različnih oblikah. Najprej si oglejmo različne načine prenosa:
- Prevodnost (prevodnost) je, ko se energija prenese iz neposrednega stika. Ko si opečeš roko z vročo ponvo, ker si pozabil nadeti rokavico za pečico, je to prevodnost. Posoda prenaša toploto na vaše roke z neposrednim stikom. Tudi, ko se vaše noge zjutraj dotaknejo mrzlih ploščic v kopalnici, le-te prenesejo toploto na tla z neposrednim stikom -prevodnost v akciji.
- Disipacija je, ko se energija prenaša s tokovi v tekočini. Lahko je tudi plin, vendar je postopek vseeno enak. Ko se tekočina segreje, so molekule vzbujene, razpršene in manj goste, zato se nagibajo k dvigu. Ko se ohladijo, spet padejo dol in ustvarijo pot celičnega toka.
- Sevanje (sevanje) je, ko se energija prenaša v obliki elektromagnetnih valov. Pomislite, kako dobro je sedeti ob ognju in čutiti, kako iz njega seva dobrodošla toplina – to je sevanje. Radijski valovi, svetlobni in toplotni valovi lahko potujejo z enega kraja na drugega brez pomoči kakršnih koli materialov.
Osnovni spektri sončnega sevanja
Sonce ima različno sevanje: od rentgenskih žarkov do radijskih valov. Sončna energija je svetloba in toplota. Njegova sestava:
- 6-7% UV svetloba,
- približno 42% vidne svetlobe,
- 51 % NIR.
Veliko ur na dan prejemamo sončno energijo z intenzivnostjo 1 kilovat na kvadratni meter na morski gladini. Približno polovica sevanja je v vidnem kratkovalovnem delu elektromagnetnega spektra. Druga polovica je v bližnjem infrardečem in malo v ultravijoličnem.
UV sevanje
To je ultravijolično sevanje v sončnem spektru, ki ima večjo intenzivnost od drugih: do 300-400 nm. Del tega sevanja, ki ga atmosfera ne absorbirapovzroča sončne opekline ali sončne opekline pri ljudeh, ki so bili dalj časa na soncu. UV sevanje v sončni svetlobi ima tako pozitivne kot negativne učinke na zdravje. Je glavni vir vitamina D.
Vidno sevanje
Vidno sevanje v sončnem spektru ima povprečno intenzivnost. Kvantitativne ocene pretoka in variacije njegove spektralne porazdelitve v vidnem in bližnjem infrardečem območju elektromagnetnega spektra so zelo zanimive pri preučevanju sončno-zemeljskih vplivov. Razpon od 380 do 780 nm je viden s prostim očesom.
Razlog je v tem, da je večina energije sončnega sevanja koncentrirana v tem območju in določa toplotno ravnotežje zemeljske atmosfere. Sončna svetloba je ključni dejavnik v procesu fotosinteze, ki jo uporabljajo rastline in drugi avtotrofni organizmi za pretvorbo svetlobne energije v kemično energijo, ki se lahko uporabi kot gorivo za telo.
Infrardeče sevanje
Infrardeči spekter, ki sega od 700 nm do 1.000.000 nm (1 mm), vsebuje pomemben del elektromagnetnega sevanja, ki doseže Zemljo. Infrardeče sevanje v sončnem spektru ima tri vrste intenzivnosti. Znanstveniki delijo to območje na 3 vrste glede na valovno dolžino:
- A: 700-1400 nm.
- B: 1400-3000 nm.
- C: 3000-1mm.
Sklep
Velikoživali (vključno z ljudmi) imajo občutljivost v območju približno 400-700 nm, uporabni spekter barvnega vida pri ljudeh pa je na primer približno 450-650 nm. Poleg učinkov, ki se pojavijo ob sončnem zahodu in sončnem vzhodu, se spektralna sestava spreminja predvsem glede na to, kako neposredno sončna svetloba pade na tla.
Na vsaka dva tedna Sonce oskrbi naš planet z dovolj energije za celo leto. V zvezi s tem se sončno sevanje vse bolj obravnava kot alternativni vir energije.
