Солнечная радиация – что это?
Солнечная радиация – энергетическое излучение, которое непрерывно поступает на Землю. Распространение энергии осуществляется в форме электромагнитных волн. Ежесекундно они преодолевают расстояние в 300 000 километров и в течение 8 минут достигают Земли.
На земную поверхность попадает как рассеянные, так и прямые лучи Солнца. Именно благодаря рассеиванию поступающих лучей в атмосфере, днем небо окрашено в голубоватый оттенок. Оранжевый окрас солнечного диска обуславливается тем, что его лучи практически не рассеиваются.
В течение 2-3 дней Земли достигает «солнечный ветер». Он состоит из огромного количества ядер водорода, гелия и электронов. Именно этим и обусловлено то, что солнечное излучение оказывает серьезное воздействие на человека и планету в целом.
Откуда появляется природная радиация?
Естественный радиационный фон Земли связан с ее историей и эволюцией биосферы. С момента зарождения нашей планеты она находилась под постоянным влиянием космических излучений. Колоссальное количество космогенных радионуклидов было задействовано при формировании земной коры. Ученые полагают, что тектонические процессы, расплавленная магма, образование горных систем обязаны своим появлением радиоактивному распаду и разогреву недр. В местах разломов, сдвигов и растяжений земной коры, океанических впадин радионуклиды выходили на поверхность и появлялись места с мощным ионизирующим излучением. Образования сверхновых звезд также оказывали влияние на Землю – уровень космического излучения повышался на ней в десятки раз. Правда, сверхновые рождались примерно одни раз в сотни миллионов лет. Постепенно радиоактивность Земли снижалась.
В настоящее время биосфера Земли по-прежнему испытывает воздействие космического излучения, радионуклидов, рассеянных в твердых земных породах, океанах, морях, подземных водах, воздухе и в живых организмов. Совокупность перечисленных составляющих радиационного фона (ионизирующего излучения) принято называть естественным радиоактивным фоном. Естественная радиоактивность включает несколько компонентов:
Читайте также: Может ли рвать ребенка при прорезывании зубов
- космические излучения;
- радиоактивные вещества в составе земных недр;
- радионуклиды в воде, пище, воздухе и стройматериалах.
Естественная радиация является неотъемлемой составляющей природной среды обитания. Честь ее открытия принадлежит французскому ученому А. Беккерелю, который случайно открыл феномен естественной радиоактивности в 1896 году. А в 1912 году австрийский физик В. Гесс открыл космические лучи, сравнив ионизацию воздуха в горах и на уровне моря.
Мощность космического излучения неоднородна. Ближе к поверхности земли она уменьшается за счет экранирующего атмосферного слоя. И, наоборот, в горах она сильнее, поскольку защитный экран атмосферы слабее. Например, в самолете, который летит в небе на высоте 10 000 метров, уровень радиации превышает приземную радиацию почти в 10 раз. Сильнейший источник радиоактивного излучения – Солнце. И здесь атмосфера служит нашим защитным экраном.
Естественный радиационный фон в различных местах мира
Допустимый радиационный фон в разных уголках планеты значительно отличается. Во Франции, например, годовая доза естественного облучения составляет 5 мЗв, в Швеции — 6,3 мЗв, а в нашем Красноярске всего 2,3 мЗв. На золотых пляжах Гуарапари в Бразилии, где ежегодно отдыхает больше 30000 человек, уровень радиации составляет 175 мЗв/год из-за высокого содержания тория в песке. В горячих источниках городка Рам-Сер в Иране уровень радиации достигает 400 мЗв/год. На знаменитом курорте Баден-Бадене также повышенный радиационный фон, как и на некоторых других популярных курортах. Радиационный фон в городах контролируют, но это усредненный показатель. Как не попасть впросак, если вы не хотите подвергать здоровье испытанию повышенной дозой естественных радионуклидов? Индикатор радиоактивности станет вашим надежным экспертом в путешествиях.
Как влияет на организм?
Излучаемая Солнцем радиация состоит из ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной частей. В них содержится различная энергия и поэтому они могут по-разному влиять на человека:
- Тепловой эффект. Он появляется из-за влияния инфракрасного излучения и сопровождается расширением сосудов, которое приводит к улучшению кровотока. В результате теплового эффекта и людей расслабляются мышцы и лучше усваиваются биологически активные микроэлементы.
- Фотохимическое действие. Видимое солнечное излучение активизирует работу зрительного органа, благодаря чему человек может познавать окружающий мир. Поступающий свет от Солнца благоприятно влияет на работоспособность коры мозга и нормализует биоритмы человека. Нарушение биологических ритмов может привести к ухудшению самочувствия, бессоннице и развитию депрессии.
- Ультрафиолетовое воздействие. Недостаток ультрафиолета может негативно сказаться на здоровье людей. Ослабляется иммунная система, замедляется процесс вырабатывания жизненно важных веществ, обостряются хронические болезни и развиваются психические расстройства.
Электромагнитные волны
При наличии источника-излучателя радиации ее электромагнитные волны распространяются во всех направлениях со скоростью света. Эти волны, как любые другие, имеют определенные характеристики. К ним относятся частота колебаний и длина волны. Свойством испускать радиацию обладают любые тела, чья температура отличается от абсолютного нуля.
Солнце — основной и мощнейший источник радиации вблизи нашей планеты. В свою очередь, Земля (ее атмосфера и поверхность) и сама излучает радиацию, но в другом диапазоне. Наблюдение за температурными условиями на планете в течение длительных промежутков времени породило гипотезу о равновесии количества тепла, получаемого от Солнца и отдаваемого в космическое пространство.
Распределение излучения
Не всегда солнечное излучение достигает своей конечной цели. Земля отражает лучи, которые могут навредить ее биосфере. Делает она это при помощи озонового слоя, который фильтрует ультрафиолетовые лучи. Значительная часть излучений Солнца поглощается, рассеивается и отражается благодаря озоновому фильтру.
Излучения, которым удалось пройти через озоновый слой, падают на земную поверхность под разными углами. Они распределяются по территории Земли неравномерно. Интенсивность излучений напрямую зависит от высоты солнцестояния. При увеличении угла падения лучей количество тепла на возрастает.
Экология СПРАВОЧНИК
РАДИАЦИЯ ОТРАЖЕННАЯ — часть суммарной солнечной радиации, теряемой земной поверхностью в результате отражения (см. альбедо).[ …]
Суммарная радиация соответственно складывается из прямой и рассеянной радиации.[ …]
РАДИАЦИЯ [от лат. radiatio — сияние, блеск] — излучение (атомных частиц или электромагнитных волн), идущее от к.-л. источника (солнечная Р., ионизирующая Р., проникающая Р.). РАДИАЦИЯ ОТРАЖЕННАЯ — часть суммарной солнечной радиации, теряемой земной поверхностью в результате отражения. См. Альбедо. РАДИАЦИЯ ПРОНИКАЮЩАЯ — гамма-излучение и поток нейтронов, обладающие большой проникающей способностью.[ …]
Суммарная радиация — общий приход солнечной радиации на горизонтальную поверхность. Годовая величина поглощенной радиации в Рос-товской области увеличивается с севера на юг от 86 до 90 ккал/см .[ …]
Суммарный эффект рассеяния и поглощения радиации атмосферными аэрозолями. При крупных аэрозолях (пыль, продукты конденсации и сгорания), содержание которых быстро убывает с высотой, А. О. не зависит от длины волны. При рассеянии мельчайшими аэрозолями (соизмеримыми с длинами волн света), постоянно присутствующими в тропосфере, рассеяние зависит от длины волны, может достигать степени релеевского рассеяния и имеет максимум в области 375—420 нм. А. О. изучается с помощью спектрофотометрических измерений горизонтальной прозрачности атмосферы. Часть общего ослабления радиации, зависящую от аэрозолей, называют аэрозольной составляющей.[ …]
Часть суммарной солнечной радиации, поглощенная земной поверхностью. Годовые суммы П. Р. изменяются от 40 ккал вблизи полярного круга до 100 ккал на Средиземноморье и в Средней Азии. Максимальные суммы П. Р. (до 120 ккал) относятся к югу Северной Америки.[ …]
Читайте также: На тему: Прямая,рассеянная,суммарная солнечная радиация.
Часть суммарной радиации, теряемая земной поверхностью в результате отражения. При определении планетарного альбедо Земли сюда же относится радиация, отраженная облаками, рассеянная вверх молекулами атмосферных газов и коллоидными частицами, взвешенными в воздухе, и вышедшая из атмосферы в мировое пространство. См, альбедо.[ …]
Часть суммарной радиации, приходящей к земной поверхности, отражается от нее. Эта часть радиации называется отраженной коротковолновой солнечной радиацией.[ …]
| Суммарная солнечная радиация Примечание |
Различают радиацию прямую, рассеянную и суммарную.[ …]
Количество суммарной радиации (ее лучистой энергии), приходящее за единицу времени на единицу горизонтальной (земной) поверхности. Выражается в тех же единицах, что и плотность потока прямой радиации. Синонимы те же, что и для прямой солнечной радиации, с заменой слова «прямая» на слово «суммарная». См. суммарная радиация.[ …]
В целом около 56% суммарной радиации идет на испарение воды. При конденсации влаги эта теплота выделяется и вместе с остальными 44% расходуется на нагрев воздуха, воды, земли и обусловленные этим нагревом конвективные процессы в атмосфере и гидросфере (ветры, течения). Менее 1% суммарной радиации поглощается при различных фотохимических реакциях в нижних слоях атмосферы, верхних слоях воды и в клетках растений. Главной составляющей этих фотохимических реакций является фотосинтез.[ …]
ПЛОТНОСТЬ ПОТОКА СУММАРНОЙ (СОЛНЕЧНОЙ) РАДИАЦИИ.[ …]
Прямая солнечная радиация, приходящаяся на горизонтальную поверхность, и рассеянная солнечная радиация вместе составляют суммарную радиацию.[ …]
Ультрафиолетовая радиация составляет около 5—10 % суммарной радиации, достигающей поверхности Земли.[ …]
Влияние аэрозоля на суммарное альбедо А системы земная поверхность—атмосфера (и тем самым на суммарный тепловой эффект коротковолновой радиации) зависит от альбедо А8 земной поверхности и облаков: если эффективное альбедо аэрозольного слоя Ае больше, чем А8, то появление аэрозоля повышает А (и, значит, приводит к охлаждению планеты), тогда как при Ае[ …]
| Рассчитанная суммарная солнечная радиация при безоблачном небе при коэффициенте пропускания 0,75 между 06 и 10 ч 23 сентября для района г. Вильгельм (б) в Папуа — Новой Гвинее. (Из [4].) |
Количество солнечной радиации, притекающей к поверхности почвы, зависит от географического положения и условий рельефа местности, а также времени года и суток И состояния атмосферы (облачно, ясно и пр.). В Северном Полушарии суммарный приток солнечной радиации увеличивается при движении с севера на юг.[ …]
| Средние профили суммарной С и рассе яиной Р солнечной радиации и их отношение Р/С для средних широт. (По [39]) |
| Зависимость среднего потока суммарной радиации от балла облачности при а = 25 км-1, D = = 1км, Н = 0,5 км и Ь-л=50° |
Соотношение между прямой и рассеянной радиацией в составе суммарной радиации зависит от высоты Солнца, облачности и загрязненности атмосферы. С увеличением высоты Солнца доля рассеянной радиации при безоблачном небе уменьшается. Чем прозрачнее атмосфера, тем меньше доля рассеянной радиации. При сплошной плотной облачности суммарная радиация полностью состоит из рассеянной радиации. Зимой вследствие отражения радиации от снежного покрова и ее вторичного рассеяния в атмосфере доля рассеянной радиации в составе суммарной заметно увеличивается.[ …]
| Зависимость среднего потока д J суммарной радиации от балла облачности и геометрической формы облаков при д 0 й = 0,5 км, а — 30 км1 и = 30° |
Влияние облачного покрова на солнечную радиацию является сложной функцией высоты, по этому вопросу наиболее детальные данные также получены для Альп [90, 98, 99]. В июне и декабре на высоте 3000 м зависимость между суммарной солнечной радиацией и количеством облаков в горах почти линейная, а на меньших высотах при пасмурном небе вследствие более плотной облачности наблюдается более резкое уменьшение радиации (рис. 2.6). На рис. 2.7 представлена общая зависимость рассеянной радиации от количества облаков на четырех высотах над уровнем моря.[ …]
При безоблачном небе в северном полушарии суммарная радиация имеет суточный ход с максимумом около полудня и годовой ход с максимумом летом. Частичная облачность, не закрывающая солнечный диск, увеличивает суммарную радиацию по сравнению с безоблачным небом; полная облачность, наоборот, ее уменьшает. В среднем облачность уменьшает суммарную радиацию. Поэтому летом приход суммарной радиации в дополуденные часы в среднем больше, чем в послеполуденные. По той же причине в первую половину года он больше, чем во вторую.[ …]
| Вертикальное распределение поглощенной суммарной солнечной радиации (в кал/см2) иад Альпами. (Из [7].) |
Так, можно уменьшить тепловыделения @ч, снизив затрачиваемые водителем усилия на управление машиной. Работу водителя на современных машинах, оборудованных гидроусилителем руля и со сниженными до норм усилиями на рычагах и педалях, можно классифицировать как легкую. Тогда для температуры воздуха в кабине около 30° С можно принять @ч = 125 ккал/ч.[ …]
Совокупность прямой и рассеянной компонент солнечной радиации называют суммарной радиацией, ее численное значение в средних широтах может достигать 4,6 кДж/см2 в сутки (около 3,2 Дж/см2 в 1 мин). Суммарная радиация создает для ее обитателей т.н. световой режим.[ …]
Читайте также: Состав солнечной радиации и влияние на здоровье человека
| Зависимость среднегодового значения суточной суммы радиации на верхней границе атмосферы (С?о )> на уровне земной поверхности при безоблачном небе (2о) и фактически зарегистрированных величин 0 суммарной (/) и рассеянной (2) радиации от географической широты [1] |
| Парниковый эффект. Стекло прозрачно для коротковолновой радиации, суммарный направленный вниз поток которой равен /. Уравновешивающий направленный вверх поток длинноволновой радиации от почвы равен и, доля е которого поглощается стеклом и нагревает его, что вызывает излучение потока В в обоих направлениях. |
Самописец для регистрации изменений интенсивности солнечной радиации. Состоит из приемника и регистрирующей части — гальванографа. В качестве приемника в А. для прямой радиации применяется большей частью термоэлектрический актинометр, вращаемый за солнцем гелиостатом; в А. для рассеянной радиации (пира-нографе)—пиранометр с кольцевой защитой; в А. для суммарной радиации (соляриграфе) — незатененный пиранометр. Запись показаний приемников производится большей частью механически, изредка — фотографическим путем. В этом случае применяется зеркальный гальванометр, зеркальце которого отбрасывает «зайчик» на ленту из фотобумаги, вращаемую часовым механизмом.[ …]
Так как текущее состояние океана и атмосферы является результатом их отклика на радиацию, получаемую от Солнца, хотелось бы знать, какая изменчивость имеется в этой радиации. Суммарное количество радиации, падающей на Землю в течение 1 года, зависит только от радиации, исходящей от Солнца. Эта радиация измеряется солнечной постоянной 5; ее фактическое значение определяется равенством (1.2.1). Измерения, проводимые начиная с 1920 года [176], показали отсутствие изменчивости, превышающей возможные погрешности измерений, так что за этот период 5 изменялось не более чем на 1 или 2%. Таким образом, гипотеза о постоянстве 5, что предполагается и в самом названии «солнечная постоянная», согласовывается с полученными по сей день наблюдениями, хотя другие возможности не исключаются. Однако количество радиации, падающей в отдельную точку на Земле, меняется в огромных пределах между днем и ночью и от сезона к сезону, и эти вариации несомненно важны для известной нам жизни. Так как акцент в этой книге делается на периоды, большие чем сутки, то суточные вариации не будут непосредственно рассматриваться. Однако важно подчеркнуть, что существование суточных вариаций может оказать воздействие на состояние атмосферы на более длительных периодах; величина эффекта зависит от амплитуды суточных вариаций. Воздух не является «неперемешиваемым» ночыо, так что суммарный эффект существенно отличен от того, который достигается при постоянной радиации.[ …]
Например, на Цугшпитце средняя ультрафиолетовая радиация для всех погодных условий за 1964-— 1971 гг. составляет 66 % средней ультрафиолетовой радиации для безоблачных дней, а на высоте 1780 м — 55% и на высоте 740 м (Гармиш) — 53% соответствующих значений для безоблачных дней. Максимальные интенсивности ультрафиолетовой радиации регистрируются несколько ниже верхней границы слоистообразных облаков, а не в безоблачных условиях, что является результатом рассеяния.[ …]
В результате проведенных после аварии работ по дезактивации территории и сооружений радиохимического завода, а также населенных пунктов Георгиевка и Черная речка уровни радиации удалось снизить более чем на порядок.[ …]
Необходимо добавить несколько слов по поводу действия ультрафиолетового излучения на биоту. Суммарная ультрафиолетовая радиация у земной поверхности определяется не только эффективностью озонового слоя, но сильно зависит и от других факторов, прежде всего от состояния атмосферы, ее состава и примесей. Поэтому уменьшение общего содержания озона не обязательно будет приводить к росту ультрафиолетового излучения. Согласно [65], в настоящее время нет убедительных свидетельств положительных трендов УФ-Б и УФ-С радиации в период заметного уменьшения общего содержания озона. Необходимо подчеркнуть, что озоновый дефицит наблюдается, как правило, весной или зимой, когда вследствие низкого положения Солнца нельзя ожидать высоких значений ультрафиолетовой радиации.[ …]
Результаты исследований, проведенных в Альпах, в частности О. Экелем, указывают, что прямая УФ-В радиация на высотах от 200 и до 3500 м возрастает на 100 % летом и на 280 % зимой, тогда как соответствующий рост суммарной УФ-В радиации составляет только 34 и 72% соответственно (см. [90, с. 99—100]). Значения оптических масс атмосферы для этих данных не приведены, хотя в общем они находятся в соответствии с данными Колдуэлла. Вессели [102] использовал интерференционный фильтр и фотоэлементы в диапазоне 0,32—0,34 мкм и пришел к выводу, что в конце апреля 1964 г. на высоте 2700 м прямая ультрафиолетовая радиация составляла 90 % от соответствующего значения на Зоннблике (3106 м), а на высоте 1600 м — всего 73% (рис. 2.9).[ …]
Имеет значение также степень черноты поверхностей экранов и стенки, их толщина и свойства материала.[ …]
На границе земной атмоо iL .-f/P феры с космосом радиация составляет от 1,98 до 2 кал/см2мин., или 136 МВТ/ см2 («солнечная постоянная»). Как видно на рисунке 4.1,42% всей пад ающей радиации (33%+9%) отражается атмосферой в космическое пространство, 15% поглощается толщей атмосферы и вдет на ее нагревание и только 43% достигает земной поверхности. Эта доля радиации состоит из прямой радиации (27%)—почта параллельных лучей, идущих непосредственно от Солнца и несущих наибольшую энергетическую нагрузи и рассеянной (диффузной) радиации (16%) — лучей, поступающих к — /У/ Земле со всех точек небосвода, рассеянных молекулами газов воздуха, капельками водяных паров, кристалликами лада, частицами пыли, атакже отраженных вниз от облаков. Обшую сумму прямой и рассеянной радиации назьгва-ют суммарной радиацией.[ …]
Спектрофотометрические методы определения аэрозольной компоненты ослабления атмосферы, под которой обычно понимают ослабление прямой радиации Солнца суммарным эффектом рассеяния и поглощения света частичками аэрозоля в атмосфере, основаны на применении закона Ламберта—Бугера (см. § 2). Оставляя пока в стороне вопросы исследования оптических свойств аэрозоля и его пространственно-временного распределения в атмосфере (см. гл. VI), приведем здесь лишь формальную методику определения спектральной аэрозольной толщи.[ …]
Метеорологическая сеть состоит из наземного оборудования, предназначенного для измерения направления и скорости ветра; температуры воздуха; градиентов температуры на 100 м; суммарной солнечной радиации; относительной влажности; дождевых осадков; атмосферного давления.[ …]
Альбедо всех поверхностей, а особенно водных зависит от высоты Солнца: наименьшее альбедо бывает в полуденные часы, наибольшее — утром и вечером. Это связано с тем, что при малой высоте Солнца в составе суммарной радиации возрастает доля рассеянной, которая в большей степени, чем прямая радиация отражается от шероховатой подстилающей поверхности.[ …]
АБИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ СРЕДЫ — это компоненты и явления неживой, неорганической природы, прямо или косвенно воздействующие на живые организмы. Среди них главенствующую роль играют климатические (солнечная радиация, световой режим, температура, влажность, атмосферные осадки, ветер, давление и др.); затем идут эдафические (почвенные), важные для обитающих в почве животных; и ,наконец, гидрографические, или факторы водной среды. Солнечная радиация является основным источником энергии, определяющим тепловой баланс и термический режим биосферы. Так, суммарная солнечная радиация, поступающая на земную поверхность, в направлении от экватора к полюсам уменьшается примерно в 2,5 раза (от 180-220 до 60-80 ккал/см2 -год). На основе радиационного режима и характера циркуляции атмосферы выделяются на поверхности Земли климатические пояса. Однако солнечная радиация в свою очередь служит и важнейшим экологическим фактором, влияющим на физиологию и морфологию живых организмов. Существование на поверхности нашей планеты крупных зональных типов растительности (тундра, тайга, степи, пустыни, саванны, влажные тропические леса и др.) обусловлено в основном климатическими причинами; причем они тесно связаны с климатической зональностью.[ …]
Для инфракрасного конца спектра солнечного излучения (>0,65 мкм) также существует высотная зависимость. Например, Кондратьев (см. [64], с. 234), опираясь на исследования С. П. Попова в СССР, показал, что доля солнечного инфракрасного излучения в суммарной приходящей радиации возрастает от 64 % около уровня моря до 83 % на высоте 2000 м для постоянной оптической массы, равной трем. Соответствующее увеличение инфракрасной компоненты излучения наблюдается и в полярных широтах. И в том, и в другом случае оно является результатом меньшего содержания водяного пара и, следовательно, уменьшения ослабления радиации.[ …]
Уже отмечалось, что единственным первичным источником внешней энергии на Земле является световое и тепловое излучение Солнца (см. гл. 2). Ежегодно на земную поверхность падает около 21-1023 кДж, из этой величины на участки Земли, покрытые растениями, а также на водоемы с содержащейся в них растительностью приходится только около 40%. С учетом потери энергии радиации вследствие отражения и других причин, а также энергетического выхода фотосинтеза, не превышающего 2%, общее количество энергии, запасаемой ежегодно в продуктах фотосинтеза, выразится величиной порядка 20-1022 кДж. Кроме создания чистой продукции, живой покров суши использует захваченную им энергию Солнца для процесса дыхания. Эти энергетические затраты составляют около 30—40% энергии, расходуемой на создание чистой продукции. Таким образом, растительность суши преобразует суммарно (на дыхание и создание чистой продукции) около 4,2-1018 кДж в год солнечной энергии.[ …]
Прибор для измерения радиационного баланса земной поверхности. Абсолютным Б. является так называемый абсолютный пиргеометр Михельсона. Его приемная часть состоит из двух горизонтально расположенных друг над другом тонких металлических пластинок, обращенных зачерненными поверхностями одна — вверх, другая — вниз. На верхнюю пластинку поступает поток суммарной радиации и встречного излучения атмосферы, на нижнюю —■ поток земного излучения и отраженной радиации. Разность температур верхней и нижней пластинок, обусловленная разностью поступающих на них потоков радиации, вызывает ток в термоэлектрической батарее, спаи которой поочередно прикреплены к нижней и верхней пластинкам. Этот ток уравновешивается током от постороннего источника, пропускаемым через нижнюю пластинку; по силе компенсирующего тока определяется величина радиационного баланса земной поверхности в кал/см2-мин.[ …]
Приземный слой тропосферы в наибольшей степени испытывает антропогенное воздействие, основным видом которого является химическое и тепловое загрязнение воздуха. Температура воздуха испытывает наиболее сильное влияние урбанизации территории. Температурные различия между урбанизированной территорией и окружающими ее неосвоенными человеком участками связаны с размерами города, плотностью застройки, синоптическими условиями. Тенденция к повышению температуры имеется в каждом маленьком и большом городе. Для крупных городов умеренной зоны контраст температуры между городом и пригородом составляет 1—3° С. В городах уменьшается альбедо подстилающей поверхности (отношение отраженной радиации к суммарной) в результате появления зданий, сооружений, искусственных покрытий, здесь более интенсивно поглощается солнечная радиация, накапливается конструкциями зданий поглощенное днем тепло с его отдачей в атмосферу в вечернее и ночное время. Уменьшается расход тепла на испарение, так как сокращаются площади с открытым почвенным покровом, занятым зелеными насаждениями, а быстрое удаление атмосферных осадков системами дождевой канализации не позволяет создавать запас влаги в почвах и поверхностных водоемах. Городская застройка приводит к формированию зон застоя воздуха, что приводит к ее перегреву, в городе также изменяется прозрачность воздуха из-за увеличенного содержания в нем примесей от промышленных предприятий и транспорта. В городе уменьшается суммарная солнечная радиация, а также встречного инфракрасного излучения земной поверхности, которое совместно с теплоотдачей зданий приводит к появлению местного «парникового эффекта», т. е. город «накрывается» покрывалом из парниковых газов и аэрозольных частиц. Под влиянием городской застройки изменяется количество выпадаемых осадков. Основным фактором этого служит радикальное снижение проницаемости для осадков подстилающей поверхности и создание сетей по отводу поверхностного стока с территории города. Велико значение огромного количества сжигаемого углеводородного топлива. На территории города в теплое время наблюдается снижение значений абсолютной влажности и обратная картина в холодное время — в черте города влажность выше, чем за городом.[ …]
Воздействие радиации на климат
Неоднократно было доказано, что солнечная радиация влияет на климат планеты. Наибольшее влияние оказывают инфракрасные излучения, которые усиливаются, когда Солнце поднимается над горизонтом. Интенсивность воздействия во многом зависит от удаленности Солнца от планеты. Расстояние между ними меняется в течение года.
Количество поступающей радиации зависит и от угла наклона оси планеты к орбите. Он изменяется в зависимости от времени года. Летом наклон сокращается, что приводит к увеличению радиации.
При изменении притока радиации от Солнца на 1% температурные показатели нижнего атмосферного слоя изменяются на 1.5 ℃. Иногда на Солнце возникают катаклизмы, из-за которых солнечная радиация может увеличиваться в разы. Благодаря магнитному полю и озоновому слою, до Земли доходит не так много радиации.
Ультрафиолет
Не менее важный аспект суммарной солнечной радиации – ультрафиолетовое изучение, сформированное волнами большой, средней и малой длины. Они отличны друг от друга как по физическим параметрам, так и по особенностям влияния на формы органической жизни. Длинные ультрафиолетовые волны, к примеру, в атмосферных слоях в основном рассеиваются, а до земной поверхности добирается лишь незначительный процент. Чем короче длина волны, тем глубже такое излучение может проникнуть в человеческую (и не только) кожу.
С одной стороны, ультрафиолет опасен, но без него невозможно существование многообразной органической жизни. Такое излучение отвечает за формирование кальциферола в организме, а этот элемент необходим для строительства костной ткани
УФ-спектр – это мощная профилактика рахита, остеохондроза, что особенно важно в детском возрасте. Кроме того, такое излучение:
- приводит в норму метаболизм;
- активизирует производство незаменимых ферментов;
- усиливает регенеративные процессы;
- стимулирует кровоток;
- расширяет кровеносные сосуды;
- стимулирует иммунную систему;
- приводит к формированию эндорфина, а значит, уменьшается нервное перевозбуждение.
Защита от солнечной радиации
Ультрафиолетовое излучение, исходящее от Солнца – сильный раздражитель, которого надо избегать. Длительное нахождение под воздействием солнечных лучей может иметь следующие последствия для человека:
- ожоги;
- обострение хронических болезней;
- общий перегрев.
Чтобы солнечная радиация не смогла навредить здоровью человека, надо придерживаться следующих рекомендаций:
- ограничивать продолжительность загара и заниматься этим до или после обеда;
- во время пребывания на улице в солнечный день надевать одежду с длинным рукавом, солнцезащитные очки и широкополую шляпу или кепку;
- загорая на пляже, пользоваться специальными солнцезащитными кремами.
Людям, которые любят загорать в ясные летние дни, надо быть очень осторожными. Грудным детям и старикам с заболеваниями сердца нужно меньше находиться под солнцем и больше времени проводить в тени.
Читайте также: Список ядовитых плодов (топ 9) и их влияние на организм человека
Это любопытно
На основе изучения факторов солнечной радиации удалось создать поистине уникальные приборы, называемые термографами. Они дают возможность своевременно обнаружить различные болезни, не доступные для выявления иными способами. Именно так можно найти рак или тромб. ИК в некоторой степени защищает от ультрафиолета, опасного для органической жизни, что позволило использовать волны такого спектра для восстановления здоровья продолжительное время находившихся в космосе астронавтов.
Природа вокруг нас и по сей день загадочна, касается это и излучения различных длин волн. В частности, инфракрасный свет все еще исследован не досконально. Ученые знают, что его неправильное применение может стать причиной вреда здоровью. Так, недопустимо использовать оборудование, формирующее такой свет, для терапии гнойных воспаленных участков, кровотечений и злокачественных новообразований. Инфракрасный спектр противопоказан людям, страдающим нарушениями функционирования сердца, сосудов, включая расположенные в мозге.
Радиация солнца: спектральный состав
Абсолютное большинство (около 99%) солнечной энергии в спектре лежит в интервале длин волн от 0,1 до 4 мкм. Оставшийся 1% — лучи большей и меньшей длины, включая радиоволны и рентгеновское излучение. Около половины лучистой энергии солнца приходится на тот спектр, который мы воспринимаем взглядом, примерно 44% — на инфракрасное излучение, 9% — на ультрафиолетовое. Откуда нам известно, как делится солнечная радиация? Расчет ее распределения возможен благодаря исследованиям с космических спутников.
Есть вещества, способные приходить в особое состояние и излучать дополнительную радиацию другого волнового диапазона. К примеру, встречается свечение при низких температурах, не характерных для испускания света данным веществом. Данный вид радиации, получивший название люминесцентной, не поддается обычным принципам теплового излучения.
Явление люминесценции происходит после поглощения веществом некоторого количества энергии и перехода в другое состояние (т. н. возбужденное), более энергетически высокое, чем при собственной температуре вещества. Люминесценция появляется при обратном переходе — из возбужденного в привычное состояние. В природе мы можем наблюдать ее в виде ночных свечений неба и полярного сияния.
А как у нас?
Солнечная суммарная радиация в России распределена, на первый взгляд, неожиданно. На территории нашей страны, как ни странно, вовсе не черноморские курорты держат пальму первенства. Самые большие дозы солнечного излучения приходятся на территории, пограничные с Китаем, и Северную Землю. В целом солнечная радиация в России особой интенсивностью не отличается, что вполне объясняется нашим северным географическим положением. Минимальное количество солнечного света достается северо-западному региону – Санкт-Петербургу вместе с прилегающими районами.
Солнечная радиация в России уступает показателям Украины. Там больше всего ультрафиолета достается Крыму и территориям за Дунаем, на втором месте — Карпаты с южными областями Украины.
Суммарная (к ней относится и прямая, и рассеянная) солнечная радиация, попадающая на горизонтальную поверхность, приводится по месяцам в специально разработанных таблицах для разных территорий и измеряется в МДж/м2. Например, солнечная радиация в Москве имеет показатели от 31-58 в зимние месяцы до 568-615 летом.
О солнечной инсоляции
Инсоляция, или объем полезного излучения, падающего на освещаемую солнцем поверхность, значительно варьируется в разных географических точках. Годовая инсоляция рассчитывается на один квадратный метр в мегаваттах. Например, в Москве эта величина — 1,01, в Архангельске — 0,85, в Астрахани — 1,38 МВт.
При определении ее нужно учитывать такие факторы, как время года (зимой ниже освещенность и долгота дня), характер местности (горы могут загораживать солнце), характерные для данной местности погодные условия — туман, частые дожди и облачность. Световоспринимающая плоскость может быть ориентирована вертикально, горизонтально или под наклоном. Количество инсоляции, как и распределение солнечной радиации в России, представляет собой данные, сгруппированные в таблицу по городам и областям с указанием географической широты.