Solen spiller en vigtig rolle for os på Jorden. Det forsyner planeten og alt på den med vigtige faktorer som lys og varme. Men hvad er solstråling, sollysspektret, hvordan påvirker alt dette os og det globale klima som helhed?
Hvad er solstråling?
Dårlige tanker dukker norm alt op, når du tænker på ordet "stråling". Men solstråling er faktisk en meget god ting – det er sollys! Ethvert levende væsen på Jorden afhænger af ham. Det er nødvendigt for at overleve, opvarmer planeten, giver mad til planter.
Solstråling er alt det lys og energi, der kommer fra solen, og der er mange forskellige former for det. I det elektromagnetiske spektrum skelnes der mellem forskellige typer lysbølger, der udsendes af solen. De er som bølgerne, du ser i havet: de bevæger sig op og ned og fra et sted til et andet. Spektret af solstudier kan have forskellige intensiteter. Skelneultraviolet, synlig og infrarød stråling.
Lys bevæger energi
Solstrålingens spektrum ligner billedligt t alt et klaverkeyboard. Den ene ende af den har lave toner, mens den anden ende har høje toner. Det samme gælder for det elektromagnetiske spektrum. Den ene ende har lave frekvenser, og den anden ende har høje frekvenser. Lavfrekvente bølger er lange i en given periode. Det er ting som radar, tv og radiobølger. Højfrekvente strålinger er højenergibølger med en kort bølgelængde. Det betyder, at selve bølgelængden er meget kort i en given tidsperiode. Det er f.eks. gammastråler, røntgenstråler og ultraviolette stråler.
Du kan tænke på det på denne måde: lavfrekvente bølger er som at gå op ad en bakke med en gradvis stigning, mens højfrekvente bølger er som at gå hurtigt op ad en stejl, næsten lodret bakke. Højden på hver bakke er den samme. Frekvensen af en elektromagnetisk bølge bestemmer, hvor meget energi den bærer. Elektromagnetiske bølger, der er længere og derfor lavere frekvenser, bærer meget mindre energi end dem med kortere bølgelængder og højere frekvenser.
Det er grunden til, at røntgenstråler og ultraviolet stråling kan være farlige. De bærer så meget energi, at hvis de kommer ind i din krop, kan de beskadige celler og forårsage problemer som kræft og DNA-ændringer. Ting som radio og infrarøde bølger, som bærer meget mindre energi, har ikke rigtig nogen effekt påos ingen indflydelse. Det er godt, for du vil bestemt ikke udsætte dig selv for fare ved blot at tænde for stereoanlæg.
Synligt lys, som vi og andre dyr kan se med vores øjne, er placeret næsten midt i spektret. Vi ser ikke andre bølger, men det betyder ikke, at de ikke er der. Faktisk kan insekter se ultraviolet lys, men ikke vores synlige lys. Blomster ser meget anderledes ud for dem, end de gør for os, og det hjælper dem med at vide, hvilke planter de skal besøge, og hvilke de skal holde sig væk fra.
Kilde til al energi
Vi tager sollys for givet, men det behøver det ikke at være, for faktisk afhænger al energi på Jorden af denne store, klare stjerne i midten af vores solsystem. Og mens vi er i det, bør vi også sige tak til vores atmosfære, fordi den absorberer noget af strålingen, før den når os. Det er en vigtig balance: for meget sollys og jorden bliver varm, for lidt og den begynder at fryse.
Spelteret af solstråling nær Jordens overflade, der passerer gennem atmosfæren, giver energi i forskellige former. Lad os først se på de forskellige måder at overføre det på:
- Konduktivitet (ledning) er, når energi overføres fra direkte kontakt. Når du brænder din hånd med en varm stegepande, fordi du har glemt at tage en ovnhandske på, er det overledning. Kogegrejet overfører varme til din hånd gennem direkte kontakt. Når dine fødder rører ved de kolde fliser på badeværelset om morgenen, overfører de varme til gulvet gennem direkte kontakt -ledningsevne i aktion.
- Spredning er, når energi overføres gennem strømme i en væske. Det kan også være gas, men processen er alligevel den samme. Når væsken opvarmes, bliver molekylerne exciterede, spredte og mindre tætte, så de har en tendens til at stige. Når de afkøles, falder de ned igen, hvilket skaber en cellulær strømbane.
- Stråling (stråling) er, når energi transmitteres i form af elektromagnetiske bølger. Tænk på, hvor godt det er at sidde ved siden af et bål og mærke den kærkomne varme udstråle fra det til dig – det er stråling. Radiobølger, lys og varmebølger kan rejse fra et sted til et andet uden brug af materialer.
Basisspektre for solstråling
Solen har forskellig stråling: fra røntgenstråler til radiobølger. Solenergi er lys og varme. Dens sammensætning:
- 6-7 % UV-lys,
- ca. 42 % af synligt lys,
- 51 % NIR.
Vi modtager solenergi med en intensitet på 1 kilowatt pr. kvadratmeter ved havoverfladen i mange timer om dagen. Omkring halvdelen af strålingen er i den synlige kortbølgelængde del af det elektromagnetiske spektrum. Den anden halvdel er i det nær-infrarøde og en lille smule i det ultraviolette.
UV-stråling
Det er ultraviolet stråling i solspektret, der har en intensitet, der er større end andre: op til 300-400 nm. Den del af denne stråling, der ikke absorberes af atmosfærenproducerer solskoldning eller solskoldning for personer, der har været i sollys i længere tid ad gangen. UV-stråling i sollys har både positive og negative sundhedseffekter. Det er en vigtig kilde til D-vitamin.
Synlig stråling
Synlig stråling i solspektret har en gennemsnitlig intensitet. Kvantitative estimater af fluxen og variationer i dens spektrale fordeling i de synlige og nær infrarøde områder af det elektromagnetiske spektrum er af stor interesse i studiet af sol-terrestriske påvirkninger. Området fra 380 til 780 nm er synligt med det blotte øje.
Årsagen er, at det meste af solstrålingens energi er koncentreret i dette område, og det bestemmer den termiske ligevægt i Jordens atmosfære. Sollys er en nøglefaktor i processen med fotosyntese, som bruges af planter og andre autotrofe organismer til at omdanne lysenergi til kemisk energi, der kan bruges som brændstof for kroppen.
Infrarød stråling
Det infrarøde spektrum, som spænder fra 700 nm til 1.000.000 nm (1 mm), indeholder en vigtig del af den elektromagnetiske stråling, der når Jorden. Infrarød stråling i solspektret har tre typer intensitet. Forskere opdeler dette område i 3 typer baseret på bølgelængde:
- A: 700-1400 nm.
- B: 1400-3000 nm.
- C: 3000-1mm.
Konklusion
Mangedyr (inklusive mennesker) har en følsomhed i området omkring 400-700 nm, og det anvendelige farvesynsspektrum hos mennesker er for eksempel omkring 450-650 nm. Ud over de effekter, der opstår ved solnedgang og solopgang, ændrer spektralsammensætningen sig primært i forhold til, hvor direkte sollys rammer jorden.
Hver anden uge forsyner Solen vores planet med energi nok til hele året. I denne forbindelse betragtes solstråling i stigende grad som en alternativ energikilde.
