Solstråling er den stråling, der er iboende i belysningen af vores planetariske system. Solen er den vigtigste stjerne, som Jorden kredser om, såvel som naboplaneter. Faktisk er dette en enorm varm gaskugle, der konstant udsender energi, der strømmer ind i rummet omkring den. Det er det, de kalder stråling. Dødeligt, samtidig er det denne energi, der er en af hovedfaktorerne, der gør livet muligt på vores planet. Som alt andet i denne verden er fordelene og skaderne ved solstråling for organisk liv tæt forbundne.
Generelt overblik
For at forstå, hvad solstråling er, skal du først forstå, hvad Solen er. Den vigtigste varmekilde, som giver betingelserne for organisk eksistens på vores planet, i de universelle rum er kun en lille stjerne i den galaktiske udkant af Mælkevejen. Men for jordboerne er Solen centrum i et mini-univers. Det er trods alt omkring denne gasprop, at vores planet kredser. Solen giver os varme og belysning, det vil sige, at den forsyner formerenergi uden hvilken vores eksistens ville være umulig.
I oldtiden var kilden til solstråling - Solen - en guddom, en genstand, der var værdig til tilbedelse. Solens bane hen over himlen syntes for folk at være et åbenlyst bevis på Guds vilje. Forsøg på at dykke ned i fænomenets essens for at forklare, hvad dette lys er, er blevet gjort i lang tid, og Copernicus ydede et særligt væsentligt bidrag til dem, efter at have dannet ideen om heliocentrisme, som var slående forskellig fra geocentrisme generelt accepteret i den æra. Det er dog med sikkerhed kendt, at selv i oldtiden tænkte videnskabsmænd mere end én gang på, hvad Solen er, hvorfor den er så vigtig for alle former for liv på vores planet, hvorfor bevægelsen af dette lys er præcis den måde, vi ser på. det.
Fremskridt inden for teknologi har gjort det muligt bedre at forstå, hvad Solen er, hvilke processer der finder sted inde i stjernen, på dens overflade. Forskere har lært, hvad solstråling er, hvordan et gasobjekt påvirker planeterne i dets indflydelseszone, især jordens klima. Nu har menneskeheden en tilstrækkelig stor videnbase til at sige med tillid: det var muligt at finde ud af, hvad strålingen udsendt af Solen er, hvordan man måler denne energistrøm, og hvordan man formulerer træk ved dens indvirkning på forskellige former for organisk liv på Jorden.
Om vilkår
Det vigtigste skridt i at mestre essensen af konceptet blev taget i det sidste århundrede. Det var dengang, den fremtrædende astronom A. Eddington formulerede en antagelse: termonuklear fusion sker i soldybderne, hvilkettillader en enorm mængde energi at blive frigivet til rummet omkring stjernen. I et forsøg på at estimere mængden af solstråling blev der gjort en indsats for at bestemme de faktiske parametre for miljøet på stjernen. Således når kernetemperaturen ifølge videnskabsmænd op på 15 millioner grader. Dette er tilstrækkeligt til at klare den gensidige frastødende påvirkning af protoner. Kollisionen af enheder fører til dannelsen af heliumkerner.
Ny information tiltrak sig opmærksomhed fra mange fremtrædende videnskabsmænd, herunder A. Einstein. I et forsøg på at estimere mængden af solstråling fandt forskerne ud af, at heliumkerner er ringere i masse end den samlede værdi af 4 protoner, der kræves for at danne en ny struktur. Således blev et træk ved reaktionerne, kaldet "massedefekten", afsløret. Men i naturen kan intet forsvinde sporløst! I et forsøg på at finde "undslupne" mængder sammenlignede videnskabsmænd energigenvindingen og de specifikke forhold ved ændringen i massen. Det var dengang, det var muligt at afsløre, at forskellen udsendes af gammakvanter.
Emitterede objekter bryder igennem fra vores stjernes kerne til dens overflade gennem adskillige atmosfæriske gaslag, hvilket fører til fragmentering af grundstoffer og dannelse af elektromagnetisk stråling på basis af dem. Blandt andre typer solstråling er lyset, som det menneskelige øje opfatter. Omtrentlige skøn antydede, at processen med passage af gammastråler tager omkring 10 millioner år. Yderligere otte minutter - og den udstrålede energi når overfladen af vores planet.
Like hvad?
Solstråling kaldes det totale kompleks af elektromagnetisk stråling, som er karakteriseret ved et ret bredt område. Dette omfatter den såkaldte solvind, det vil sige energistrømmen dannet af elektroner, lyspartikler. Ved grænselaget af atmosfæren på vores planet observeres konstant den samme intensitet af solstråling. En stjernes energi er diskret, dens overførsel udføres gennem kvanter, mens den korpuskulære nuance er så ubetydelig, at man kan betragte strålerne som elektromagnetiske bølger. Og deres fordeling, som fysikere har fundet ud af, sker jævnt og i en lige linje. For at beskrive solstråling er det således nødvendigt at bestemme dens karakteristiske bølgelængde. Baseret på denne parameter er det sædvanligt at skelne mellem flere typer stråling:
- varm;
- radiobølge;
- hvidt lys;
- ultraviolet;
- gamma;
- røntgen.
Forholdet mellem infrarød, synlig, ultraviolet bedst estimeres som følger: 52%, 43%, 5%.
For en kvantitativ strålingsvurdering er det nødvendigt at beregne energifluxtætheden, det vil sige den mængde energi, der når et begrænset område af overfladen i en given tidsperiode.
Som undersøgelser har vist, absorberes solstråling overvejende af den planetariske atmosfære. På grund af dette sker opvarmning til en temperatur, der er behagelig for organisk liv, karakteristisk for Jorden. Den eksisterende ozonskal tillader kun en hundrededel af den ultraviolette stråling at passere igennem. Bølgerne er fuldstændig blokeret.kort længde, farlig for levende væsener. Atmosfæriske lag er i stand til at sprede næsten en tredjedel af solens stråler, yderligere 20% absorberes. Følgelig når ikke mere end halvdelen af al energi planetens overflade. Det var denne "rest" i videnskaben, der blev kaldt direkte solstråling.
Og hvis mere detaljeret?
Der er flere aspekter, der bestemmer, hvor intens direkte stråling vil være. De mest markante er indfaldsvinklen, som afhænger af breddegraden (en geografisk karakteristik af terrænet på kloden), årstiden, som bestemmer, hvor stor afstanden til et bestemt punkt fra strålingskilden er. Meget afhænger af atmosfærens karakteristika – hvor forurenet den er, hvor mange skyer der er på et givet tidspunkt. Endelig spiller arten af den overflade, strålen falder på, nemlig dens evne til at reflektere indkommende bølger, en rolle.
Total solstråling er en værdi, der kombinerer spredte volumener og direkte stråling. Parameteren, der bruges til at estimere intensiteten, estimeres i kalorier pr. arealenhed. Samtidig huskes det, at på forskellige tidspunkter af dagen er værdierne, der er forbundet med stråling, forskellige. Derudover kan energi ikke fordeles jævnt over planetens overflade. Jo tættere på stangen, jo højere intensitet, mens snedækkene er meget reflekterende, hvilket gør at luften ikke får mulighed for at varme op. Derfor, jo længere væk fra ækvator, jo mindre vil den samlede solbølgestråling være.
Som forskerne var i stand til at identificere, energiSolstråling har en alvorlig indvirkning på det planetariske klima, underordner den vitale aktivitet af forskellige organismer, der findes på Jorden. I vores land, såvel som på dets nærmeste naboers område, som i andre lande beliggende på den nordlige halvkugle, tilhører den overvejende andel spredt stråling om vinteren, men om sommeren dominerer direkte stråling.
Infrarøde bølger
Af den samlede mængde solstråling hører en imponerende procentdel til det infrarøde spektrum, som ikke opfattes af det menneskelige øje. På grund af sådanne bølger opvarmes planetens overflade og overfører gradvist termisk energi til luftmasser. Dette hjælper med at opretholde et behageligt klima, opretholde betingelser for eksistensen af organisk liv. Hvis der ikke er alvorlige fejl, forbliver klimaet betinget uændret, hvilket betyder, at alle skabninger kan leve under deres sædvanlige forhold.
Vores stjerne er ikke den eneste kilde til infrarøde bølger. Lignende stråling er karakteristisk for enhver opvarmet genstand, inklusive et almindeligt batteri i et menneskehus. Det er efter princippet om perception af infrarød stråling, at adskillige enheder fungerer, som gør det muligt at se opvarmede kroppe i mørke, ellers ubehagelige forhold for øjnene. Forresten, kompakte enheder, der er blevet så populære for nylig, arbejder efter et lignende princip for at vurdere, gennem hvilke dele af bygningen der opstår de største varmetab. Disse mekanismer er især udbredte blandt bygherrer såvel som ejere af private huse, da de hjælper med at identificere, gennem hvilke sektionervarme går tabt, organiser deres beskyttelse og undgå unødvendigt energiforbrug.
Undervurder ikke effekten af infrarød solstråling på den menneskelige krop, bare fordi vores øjne ikke kan opfatte sådanne bølger. Især bruges stråling aktivt i medicin, da det giver mulighed for at øge koncentrationen af leukocytter i kredsløbssystemet samt at normalisere blodgennemstrømningen ved at øge lumen af blodkar. Enheder baseret på IR-spektret bruges som profylaktisk mod hudpatologier, terapeutisk i inflammatoriske processer i akut og kronisk form. De mest moderne lægemidler hjælper med at klare kolloide ar og trofiske sår.
Dette er interessant
Baseret på undersøgelsen af solstrålingsfaktorer var det muligt at skabe helt unikke enheder kaldet termografer. De gør det muligt rettidigt at opdage forskellige sygdomme, som ikke er tilgængelige for påvisning på andre måder. Sådan kan du finde kræft eller en blodprop. IR beskytter til en vis grad mod ultraviolet stråling, som er farlig for organisk liv, hvilket gjorde det muligt at bruge bølger af dette spektrum til at genoprette sundheden for astronauter, der var i rummet i lang tid.
Naturen omkring os er stadig mystisk den dag i dag, det gælder også stråling af forskellige bølgelængder. Især infrarødt lys er stadig ikke fuldt ud undersøgt. Forskere ved, at ukorrekt brug kan forårsage skade på sundheden. Det er således uacceptabelt at bruge udstyr, der genererer sådant lys til behandling af purulentbetændte områder, blødninger og ondartede neoplasmer. Det infrarøde spektrum er kontraindiceret til personer, der lider af nedsat funktion af hjertet, blodkarrene, inklusive dem, der er placeret i hjernen.
Synligt lys
Et af elementerne i total solstråling er lyset, der er synligt for det menneskelige øje. Bølgestråler udbreder sig i lige linjer, så der er ingen superposition på hinanden. På et tidspunkt blev dette emnet for et betydeligt antal videnskabelige værker: videnskabsmænd satte sig for at forstå, hvorfor der er så mange nuancer omkring os. Det viste sig, at lysets nøgleparametre spiller en rolle:
- refraktion;
- refleksion;
- absorption.
Som videnskabsmænd har fundet ud af, er objekter ikke i stand til at være synlige lyskilder alene, men de kan absorbere stråling og reflektere den. Refleksionsvinkler, bølgefrekvens varierer. Gennem århundreder er en persons evne til at se gradvist blevet forbedret, men visse begrænsninger skyldes øjets biologiske struktur: nethinden er sådan, at den kun kan opfatte visse stråler af reflekterede lysbølger. Denne stråling er et lille mellemrum mellem ultraviolette og infrarøde bølger.
Mange nysgerrige og mystiske træk ved lys blev ikke kun genstand for mange værker, men var grundlaget for fødslen af en ny fysisk disciplin. Samtidig optrådte ikke-videnskabelige praksisser, teorier, hvis tilhængere mener, at farve kan påvirke en persons fysiske tilstand, psyken. På baggrund af sådanneantagelser omgiver folk sig med genstande, der er mest behagelige for deres øjne, hvilket gør hverdagen mere behagelig.
Ultraviolet
Et lige så vigtigt aspekt af den samlede solstråling er den ultraviolette undersøgelse, dannet af bølger af store, mellemstore og små længder. De adskiller sig fra hinanden både i fysiske parametre og i det særlige ved deres indflydelse på organiske livsformer. Lange ultraviolette bølger er for eksempel hovedsageligt spredt i de atmosfæriske lag, og kun en lille procentdel når jordens overflade. Jo kortere bølgelængden er, jo dybere kan en sådan stråling trænge ind i menneskets (og ikke kun) hud.
På den ene side er ultraviolet farligt, men uden det er eksistensen af mangfoldigt organisk liv umuligt. Sådan stråling er ansvarlig for dannelsen af calciferol i kroppen, og dette element er nødvendigt for opbygningen af knoglevæv. UV-spektret er en stærk forebyggelse af rakitis, osteochondrose, som er særlig vigtig i barndommen. Dertil kommer sådan stråling:
- regulerer stofskiftet;
- aktiverer produktionen af essentielle enzymer;
- forbedrer regenerative processer;
- stimulerer blodgennemstrømningen;
- dilaterer blodkar;
- stimulerer immunsystemet;
- fører til dannelsen af endorfiner, hvilket betyder, at nervøs overexcitation aftager.
Møntens bagside
Det blev anført ovenfor, at den samlede solstråling er mængden af stråling, der når overfladenplaneter og spredt i atmosfæren. Følgelig er elementet i dette bind ultraviolet af alle længder. Det skal huskes, at denne faktor har både positive og negative aspekter af indflydelse på organisk liv. Solbadning, selvom det ofte er gavnligt, kan være en sundhedsfare. For lang udsættelse for direkte sollys, især under forhold med øget aktivitet af armaturet, er skadeligt og farligt. Langvarig eksponering for kroppen samt for høj strålingsaktivitet forårsager:
- forbrændinger, rødme;
- ødem;
- hyperæmi;
- varme;
- kvalme;
- opkast.
Langvarig ultraviolet bestråling fremkalder en krænkelse af appetitten, centralnervesystemets funktion og immunsystemet. Desuden begynder mit hoved at gøre ondt. De beskrevne symptomer er klassiske manifestationer af solstik. Personen selv kan ikke altid indse, hvad der sker – tilstanden forværres gradvist. Hvis det bemærkes, at nogen i nærheden er blevet syg, bør der ydes førstehjælp. Ordningen er som følger:
- hjælp med at flytte fra direkte lys til et køligt skyggefuldt område;
- læg patienten på ryggen, så benene er højere end hovedet (dette vil hjælpe med at normalisere blodgennemstrømningen);
- afkøl nakken, ansigtet med vand, og læg en kold kompres på panden;
- løsn slips, bælte, tag stramt tøj af;
- en halv time efter angrebet giv koldt vand at drikke (en lille mængde).
Hvis offeret har mistet bevidstheden, er det vigtigt straks at søge hjælp hos en læge. Ambulancen vil flytte personen til et sikkert sted og give en indsprøjtning med glukose eller C-vitamin. Medicinen sprøjtes ind i en vene.
Hvordan solbader man ordentligt?
For ikke at opleve, hvor ubehagelig den overdrevne mængde solstråling, der modtages under garvning, kan være, er det vigtigt at følge reglerne for sikker ophold i solen. Ultraviolet sætter gang i produktionen af melanin, et hormon, der hjælper huden med at beskytte sig mod de negative virkninger af bølger. Under påvirkning af dette stof bliver huden mørkere, og skyggen bliver til bronze. Den dag i dag aftager stridigheder om, hvor nyttigt og skadeligt det er for en person, ikke.
På den ene side er solskoldning et forsøg fra kroppen på at beskytte sig selv mod overdreven udsættelse for stråling. Dette øger sandsynligheden for dannelsen af ondartede neoplasmer. På den anden side betragtes tan som moderigtig og smuk. For at minimere risici for dig selv, er det rimeligt at analysere, før du starter strandprocedurer, hvor farlig mængden af solstråling modtaget under solbadning er, hvordan du minimerer risici for dig selv. For at gøre oplevelsen så behagelig som muligt bør solbadere:
- drik masser af vand;
- brug hudbeskyttelsesprodukter;
- solbade om aftenen eller om morgenen;
- brug ikke mere end en time i direkte sollys;
- drik ikke alkohol;
- inkluder fødevarer rig på selen, tocopherol, tyrosin i menuen. Glem ikke beta-caroten.
Værdien af solstråling forden menneskelige krop er usædvanlig stor, glem ikke både positive og negative aspekter af syne. Du skal være opmærksom på, at i forskellige mennesker forekommer biokemiske reaktioner med individuelle egenskaber, så for nogen kan selv en halv times solbadning være farlig. Det er rimeligt at konsultere en læge inden strandsæsonen, vurdere hudens type og tilstand. Dette vil hjælpe med at forhindre skader på helbredet.
Hvis det er muligt, undgå at solbade i alderdommen i den periode, hvor du føder et barn. Kræftsygdomme, psykiske lidelser, hudsygdomme og hjertesvigt kombineres ikke med solbadning.
Samlet stråling: hvor er manglen?
Det er ret interessant at overveje fordelingen af solstråling. Som nævnt ovenfor kan kun omkring halvdelen af alle bølger nå planetens overflade. Hvor forsvinder resten hen? Atmosfærens forskellige lag og de mikroskopiske partikler, de er dannet af, spiller deres rolle. En imponerende del, som det blev indikeret, absorberes af ozonlaget - det er alle bølger, hvis længde er mindre end 0,36 mikron. Derudover er ozon i stand til at absorbere nogle typer bølger fra det spektrum, der er synligt for det menneskelige øje, det vil sige intervallet 0,44-1,18 mikron.
UV absorberes til en vis grad af iltlaget. Dette er karakteristisk for stråling med en bølgelængde på 0,13-0,24 mikron. Kuldioxid, vanddamp kan absorbere en lille procentdel af det infrarøde spektrum. Atmosfærisk aerosol absorberer en del (IR-spektrum) af den samlede mængde solstråling.
Bølger fra kategorien korte bølger er spredt i atmosfæren på grund af tilstedeværelsen af mikroskopiske inhomogene partikler, aerosol, skyer her. Inhomogene grundstoffer, partikler, hvis dimensioner er ringere end bølgelængden, fremkalder molekylær spredning, og for større er fænomenet beskrevet af indicatrixen, det vil sige aerosol, karakteristisk.
En anden mængde solstråling når jordens overflade. Den kombinerer direkte stråling, diffus stråling.
Total stråling: vigtige aspekter
Den samlede værdi er mængden af solstråling, der modtages af territoriet, såvel som absorberet i atmosfæren. Hvis der ikke er skyer på himlen, afhænger den samlede mængde af stråling af områdets breddegrad, himmellegemets højde, typen af jordoverflade i dette område og niveauet af luftgennemsigtighed. Jo flere aerosolpartikler, der er spredt i atmosfæren, jo lavere er den direkte stråling, men andelen af spredt stråling stiger. Norm alt, i fravær af uklarhed i den samlede stråling, er diffus en fjerdedel.
Vores land hører til de nordlige, så det meste af året i de sydlige egne er strålingen meget større end i de nordlige. Dette skyldes stjernens position på himlen. Men den korte tidsperiode maj-juli er en unik periode, hvor selv i nord er den samlede stråling ganske imponerende, da solen står højt på himlen, og dagslyset er længere end i andre måneder af året. På samme tid, i gennemsnit i den asiatiske halvdel af landet, i mangel af overskyet,stråling er mere signifikant end i vest. Bølgestrålingens maksimale styrke observeres ved middagstid, og det årlige maksimum forekommer i juni, hvor solen står højest på himlen.
Total solstråling er mængden af solenergi, der når vores planet. Samtidig skal det huskes, at forskellige atmosfæriske faktorer fører til, at den årlige ankomst af total stråling er mindre, end den kunne være. Den største forskel mellem det faktisk observerede og det maksim alt mulige er typisk for de fjernøstlige områder om sommeren. Monsunerne forårsager ekstremt tætte skyer, så den samlede stråling reduceres med omkring det halve.
Nygerrig efter at vide
Den største procentdel af den maksim alt mulige eksponering for solenergi i virkeligheden er observeret (beregnet for 12 måneder) i den sydlige del af landet. Indikatoren når 80%.
Overskyethed resulterer ikke altid i den samme mængde solstrålingsspredning. Skyernes form spiller en rolle, solskivens funktioner på et bestemt tidspunkt. Hvis det er åbent, forårsager uklarhed et fald i direkte stråling, mens diffus stråling øges kraftigt.
Der er også dage, hvor direkte stråling har omtrent samme styrke som spredt stråling. Den daglige samlede værdi kan være endnu større end strålingskarakteristikken for en fuldstændig skyfri dag.
Med hensyn til 12 måneder bør der lægges særlig vægt på astronomiske fænomener som bestemmer de overordnede numeriske indikatorer. Samtidig fører overskyethed til, at det reelle strålingsmaksimum ikke kan observeres i juni, men en måned tidligere eller senere.
Stråling i rummet
Fra grænsen til vores planets magnetosfære og videre ud i det ydre rum bliver solstråling en faktor, der er forbundet med en dødelig fare for mennesker. Allerede i 1964 udkom et vigtigt populærvidenskabeligt værk om forsvarsmetoder. Dens forfattere var sovjetiske videnskabsmænd Kamanin, Bubnov. Det er kendt, at for en person bør strålingsdosis pr. uge ikke være mere end 0,3 røntgen, mens den i et år skal være inden for 15 R. For kortvarig eksponering er grænsen for en person 600 R. Flyvninger ud i rummet, især under forhold med uforudsigelig solaktivitet, kan være ledsaget af betydelig eksponering af astronauter, hvilket forpligter til at træffe yderligere foranst altninger for at beskytte mod bølger af forskellig længde.
Efter Apollo-missionerne, hvor beskyttelsesmetoder blev testet, blev faktorer, der påvirker menneskers sundhed, undersøgt, mere end et årti er gået, men indtil i dag kan videnskabsmænd ikke finde effektive, pålidelige metoder til at forudsige geomagnetiske storme. Du kan lave en prognose i timer, nogle gange i flere dage, men selv for en ugentlig prognose er chancerne for realisering ikke mere end 5%. Solvinden er endnu mere uforudsigelig. Med en sandsynlighed på én ud af tre kan astronauter, der begiver sig ud på en ny mission, falde i kraftige strålingsstrømme. Dette gør spørgsmålet om både forskning og forudsigelse af strålingsegenskaber endnu vigtigere og udvikling af metoder til beskyttelse modham.
