La radiació solar és la radiació inherent a la lluminària del nostre sistema planetari. El Sol és l'estrella principal al voltant de la qual gira la Terra, així com els planetes veïns. De fet, es tracta d'una enorme bola de gas calent, que emet energia constantment a l'espai que l'envolta. Això és el que anomenen radiació. Letal, al mateix temps és aquesta energia la que és un dels principals factors que fan possible la vida al nostre planeta. Com tot en aquest món, els beneficis i els danys de la radiació solar per a la vida orgànica estan estretament relacionats.
Vista general
Per entendre què és la radiació solar, primer has d'entendre què és el Sol. La principal font de calor, que proporciona les condicions per a l'existència orgànica al nostre planeta, als espais universals és només una petita estrella als afores galàctiques de la Via Làctia. Però per als terrícoles, el Sol és el centre d'un miniunivers. Després de tot, és al voltant d'aquest coàgul de gas on gira el nostre planeta. El sol ens aporta calor i il·luminació, és a dir, aporta formesenergia sense la qual la nostra existència seria impossible.
A l'antiguitat, la font de radiació solar, el Sol, era una deïtat, un objecte digne de culte. La trajectòria solar a través del cel semblava a la gent una prova òbvia de la voluntat de Déu. Els intents d'aprofundir en l'essència del fenomen, d'explicar què és aquesta lluminària, s'han fet durant molt de temps, i Copèrnic hi va fer una contribució especialment significativa, després d'haver format la idea de l'heliocentrisme, que era sorprenentment diferent de la geocentrisme generalment acceptat en aquella època. No obstant això, se sap amb certesa que fins i tot en l'antiguitat, els científics van pensar més d'una vegada en què és el Sol, per què és tan important per a totes les formes de vida del nostre planeta, per què el moviment d'aquesta lluminària és exactament com veiem. això.
El progrés de la tecnologia ha permès entendre millor què és el Sol, quins processos tenen lloc a l'interior de l'estrella, a la seva superfície. Els científics han après què és la radiació solar, com afecta un objecte gasós als planetes de la seva zona d'influència, en particular, al clima terrestre. Ara la humanitat té una base de coneixement prou gran per dir amb confiança: va ser possible esbrinar quina és la radiació emesa pel Sol, com mesurar aquest flux d'energia i com formular les característiques del seu impacte en les diverses formes de vida orgànica en Terra.
Sobre els termes
El pas més important per dominar l'essència del concepte es va fer el segle passat. Va ser llavors quan l'eminent astrònom A. Eddington va formular una hipòtesi: la fusió termonuclear es produeix a les profunditats solars, quepermet alliberar una gran quantitat d'energia a l'espai al voltant de l'estrella. Tractant d'estimar la quantitat de radiació solar, es van fer esforços per determinar els paràmetres reals de l'entorn de l'estrella. Així, la temperatura central, segons els científics, arriba als 15 milions de graus. Això és suficient per fer front a la influència repulsiva mútua dels protons. La col·lisió d'unitats condueix a la formació de nuclis d'heli.
La nova informació va cridar l'atenció de molts científics destacats, inclòs A. Einstein. En un intent d'estimar la quantitat de radiació solar, els científics van trobar que els nuclis d'heli són inferiors en massa al valor total de 4 protons necessaris per formar una nova estructura. Així, es va revelar una característica de les reaccions, anomenada "defecte de massa". Però a la natura, res no pot desaparèixer sense deixar rastre! En un intent de trobar quantitats "escapades", els científics van comparar la recuperació d'energia i els detalls del canvi de massa. Va ser llavors quan es va poder revelar que la diferència és emesa per quants gamma.
Els objectes emesos s'obren des del nucli de la nostra estrella fins a la seva superfície a través de nombroses capes de gas atmosfèric, la qual cosa condueix a la fragmentació dels elements i la formació de radiació electromagnètica sobre la seva base. Entre altres tipus de radiació solar hi ha la llum percebuda per l'ull humà. Les estimacions aproximades suggereixen que el procés de pas dels raigs gamma triga uns 10 milions d'anys. Vuit minuts més, i l'energia irradiada arriba a la superfície del nostre planeta.
Com què?
La radiació solar s'anomena el complex total de radiació electromagnètica, que es caracteritza per un rang força ampli. Això inclou l'anomenat vent solar, és a dir, el flux d'energia format per electrons, partícules de llum. A la capa límit de l'atmosfera del nostre planeta, s'observa constantment la mateixa intensitat de radiació solar. L'energia d'una estrella és discreta, la seva transferència es realitza a través de quants, mentre que el matís corpuscular és tan insignificant que es poden considerar els raigs com a ones electromagnètiques. I la seva distribució, com han descobert els físics, es produeix de manera uniforme i en línia recta. Així, per descriure la radiació solar, cal determinar la seva longitud d'ona característica. A partir d'aquest paràmetre, s'acostuma a distingir diversos tipus de radiació:
- calent;
- ona de ràdio;
- llum blanca;
- ultraviolada;
- gamma;
- radiografia.
La proporció d'infrarojos, visibles i ultraviolats millor s'estima de la següent manera: 52%, 43%, 5%.
Per a una avaluació quantitativa de la radiació, cal calcular la densitat de flux d'energia, és a dir, la quantitat d'energia que arriba a una àrea limitada de la superfície en un període de temps determinat.
Com han demostrat els estudis, la radiació solar és absorbida principalment per l'atmosfera planetària. A causa d'això, l'escalfament es produeix a una temperatura confortable per a la vida orgànica, característica de la Terra. La closca d'ozó existent només permet passar una centèsima part de la radiació ultraviolada. Les onades estan completament bloquejades.de curta durada, perillós per als éssers vius. Les capes atmosfèriques són capaces de dispersar gairebé un terç dels raigs solars, un altre 20% són absorbits. En conseqüència, no més de la meitat de tota l'energia arriba a la superfície del planeta. Aquest "residu" en la ciència va ser anomenat radiació solar directa.
I si és més detallat?
Hi ha diversos aspectes que determinen l'intensitat de la radiació directa. Els més significatius són l'angle d'incidència, que depèn de la latitud (una característica geogràfica del terreny al globus), l'època de l'any, que determina la distància a un punt determinat de la font de radiació. Molt depèn de les característiques de l'atmosfera: com de contaminada està, quants núvols hi ha en un moment determinat. Finalment, la naturalesa de la superfície sobre la qual cau el feix, és a dir, la seva capacitat per reflectir les ones entrants, hi juga un paper.
La radiació solar total és un valor que combina volums dispersos i radiació directa. El paràmetre utilitzat per estimar la intensitat s'estima en calories per unitat de superfície. Al mateix temps, es recorda que en diferents moments del dia els valors inherents a la radiació són diferents. A més, l'energia no es pot distribuir uniformement per la superfície del planeta. Com més a prop del pal, més intensitat, mentre que les cobertes de neu són molt reflectants, la qual cosa fa que l'aire no tingui l'oportunitat d'escalfar-se. Per tant, com més lluny de l'equador, menys radiació solar total serà.
Com van poder identificar els científics, l'energiaLa radiació solar té un greu impacte en el clima planetari, subordina l'activitat vital de diversos organismes que existeixen a la Terra. Al nostre país, així com al territori dels seus veïns més propers, com en altres països situats a l'hemisferi nord, a l'hivern la part predominant pertany a la radiació dispersa, però a l'estiu predomina la radiació directa.
ones infrarojes
De la quantitat total de radiació solar total, un percentatge impressionant pertany a l'espectre infraroig, que no és percebut per l'ull humà. A causa d'aquestes ones, la superfície del planeta s'escalfa, transferint gradualment l'energia tèrmica a les masses d'aire. Això ajuda a mantenir un clima còmode, mantenir les condicions per a l'existència de vida orgànica. Si no hi ha fallades greus, el clima es manté condicionalment sense canvis, la qual cosa significa que totes les criatures poden viure en les seves condicions habituals.
La nostra estrella no és l'única font d'ones infrarojes. Una radiació similar és característica de qualsevol objecte escalfat, inclosa una bateria normal d'una casa humana. És en el principi de la percepció de la radiació infraroja que funcionen nombrosos dispositius, que permeten veure els cossos escalfats a la foscor, condicions incòmodes d' altra manera per als ulls. Per cert, els dispositius compactes que s'han fet tan populars recentment funcionen amb un principi similar per avaluar a través de quines parts de l'edifici es produeixen les pèrdues de calor més grans. Aquests mecanismes estan especialment estès entre els constructors, així com entre els propietaris d'habitatges particulars, ja que ajuden a identificar a través de quins trams.es perd calor, organitzeu la seva protecció i eviteu el consum d'energia innecessari.
No subestimeu l'efecte de la radiació infraroja solar sobre el cos humà només perquè els nostres ulls no poden percebre aquestes ones. En particular, la radiació s'utilitza activament en medicina, ja que permet augmentar la concentració de leucòcits al sistema circulatori, així com normalitzar el flux sanguini augmentant la llum dels vasos sanguinis. Els dispositius basats en l'espectre IR s'utilitzen com a profilàctic contra patologies de la pell, terapèutic en processos inflamatoris en forma aguda i crònica. Els fàrmacs més moderns ajuden a fer front a les cicatrius col·loides i les ferides tròfiques.
Això és interessant
A partir de l'estudi dels factors de radiació solar, va ser possible crear dispositius realment únics anomenats termògrafs. Permeten detectar oportunament diverses mal alties que no estan disponibles per a la detecció d' altres maneres. Així és com pots trobar càncer o un coàgul de sang. L'IR protegeix fins a cert punt de la radiació ultraviolada, que és perillosa per a la vida orgànica, la qual cosa va permetre utilitzar ones d'aquest espectre per restaurar la salut dels astronautes que van estar a l'espai durant molt de temps.
La natura que ens envolta encara és misteriosa fins als nostres dies, això també s'aplica a la radiació de diferents longituds d'ona. En particular, la llum infraroja encara no s'ha explorat del tot. Els científics saben que el seu ús inadequat pot causar danys a la salut. Per tant, és inacceptable utilitzar equips que generen aquesta llum per al tractament de purulentszones inflamades, hemorràgies i neoplàsies malignes. L'espectre infrarojo està contraindicat per a persones que pateixen un funcionament deteriorat del cor, dels vasos sanguinis, inclosos els situats al cervell.
Llum visible
Un dels elements de la radiació solar total és la llum visible a l'ull humà. Els feixos d'ones es propaguen en línies rectes, de manera que no hi ha superposició entre si. En un moment, aquest es va convertir en el tema d'un nombre considerable de treballs científics: els científics es van proposar entendre per què hi ha tantes ombres al nostre voltant. Va resultar que els paràmetres clau de la llum tenen un paper:
- refracció;
- reflexió;
- absorció.
Com han descobert els científics, els objectes no són capaços de ser fonts de llum visibles per si mateixos, però poden absorbir la radiació i reflectir-la. Angles de reflexió, freqüència d'ona varien. Al llarg dels segles, la capacitat de visió d'una persona ha anat millorant progressivament, però certes limitacions es deuen a l'estructura biològica de l'ull: la retina és tal que només pot percebre certs raigs d'ones de llum reflectides. Aquesta radiació és una petita bretxa entre les ones ultraviolada i infraroja.
Molts trets curiosos i misteriosos de la llum no només es van convertir en objecte de moltes obres, sinó que van ser la base per al naixement d'una nova disciplina física. Al mateix temps, van aparèixer pràctiques no científiques, teories, els seguidors de les quals creuen que el color pot afectar l'estat físic d'una persona, la psique. En base a talSuposicions, les persones s'envolten d'objectes que els agraden més la vista, fent la vida quotidiana més còmoda.
Ultraviolada
Un aspecte igualment important de la radiació solar total és l'estudi ultraviolat, format per ones de gran, mitjana i petita longitud. Es diferencien entre si tant en paràmetres físics com en les peculiaritats de la seva influència en les formes de vida orgànica. Les ones ultravioletes llargues, per exemple, es dispersen principalment per les capes atmosfèriques i només un petit percentatge arriba a la superfície terrestre. Com més curta sigui la longitud d'ona, més profunda aquesta radiació pot penetrar en la pell humana (i no només).
D'una banda, l'ultraviolat és perillós, però sense ell, l'existència de vida orgànica diversa és impossible. Aquesta radiació és responsable de la formació de calciferol al cos, i aquest element és necessari per a la construcció del teixit ossi. L'espectre UV és una potent prevenció del raquitisme, osteocondrosi, que és especialment important en la infància. A més, aquesta radiació:
- regula el metabolisme;
- activa la producció d'enzims essencials;
- millora els processos regeneratius;
- estimula el flux sanguini;
- dilata els vasos sanguinis;
- estimula el sistema immunitari;
- condueix a la formació d'endorfines, la qual cosa significa que la sobreexcitació nerviosa disminueix.
Revers de la moneda
A d alt es va dir que la radiació solar total és la quantitat de radiació que arriba a la superfícieplanetes i dispersos per l'atmosfera. En conseqüència, l'element d'aquest volum és l'ultraviolat de totes les longituds. Cal recordar que aquest factor influeix tant en aspectes positius com negatius en la vida orgànica. Prendre el sol, tot i que sovint és beneficiós, pot ser un perill per a la salut. L'exposició massa llarga a la llum solar directa, especialment en condicions d'augment de l'activitat de la lluminària, és perjudicial i perillosa. L'exposició prolongada al cos, així com l'activitat de radiació massa elevada, causen:
- cremades, enrogiment;
- edema;
- hiperèmia;
- calor;
- nàusees;
- vòmit.
La irradiació ultraviolada prolongada provoca una violació de la gana, el funcionament del sistema nerviós central, el sistema immunitari. A més, em comença a fer mal el cap. Els símptomes descrits són manifestacions clàssiques de la insolació. La persona mateixa no sempre pot adonar-se del que està passant: la condició empitjora gradualment. Si es nota que algú a prop s'ha emmal altit, s'han de prestar els primers auxilis. L'esquema és el següent:
- ajuda a passar de la llum directa a una zona d'ombra fresca;
- posar el pacient d'esquena perquè les cames estiguin més altes que el cap (això ajudarà a normalitzar el flux sanguini);
- refredeu el coll, la cara amb aigua i poseu una compresa freda al front;
- desenganxa la corbata, el cinturó, treu la roba ajustada;
- mitja hora després de l'atac, doneu aigua fresca per beure (una petita quantitat).
Si la víctima ha perdut el coneixement, és important que busqui immediatament l'ajuda d'un metge. L'ambulància traslladarà la persona a un lloc segur i li donarà una injecció de glucosa o vitamina C. El medicament s'injecta en una vena.
Com prendre el sol correctament?
Per no experimentar com de desagradable pot ser l'excés de radiació solar rebuda durant el bronzejat, és important seguir les normes per passar una estona segura al sol. L'ultraviolat inicia la producció de melanina, una hormona que ajuda a la pell a protegir-se dels efectes negatius de les ones. Sota la influència d'aquesta substància, la pell es torna més fosca i l'ombra es converteix en bronze. Fins al dia d'avui, les disputes sobre la utilitat i el perjudici que és per a una persona no desapareixen.
D'una banda, les cremades solars són un intent del cos de protegir-se de l'exposició excessiva a la radiació. Això augmenta la probabilitat de la formació de neoplàsies malignes. D' altra banda, el bronzejat es considera de moda i bonic. Per tal de minimitzar els riscos per a un mateix, és raonable analitzar abans d'iniciar els tràmits a la platja quina perillositat és la quantitat de radiació solar rebuda durant els banys de sol, com minimitzar els riscos per a un mateix. Perquè l'experiència sigui el més agradable possible, els que prenen el sol haurien de:
- beu molta aigua;
- utilitza productes de protecció de la pell;
- prendre el sol al vespre o al matí;
- passeu més d'una hora a la llum solar directa;
- no beu alcohol;
- inclou aliments rics en seleni, tocoferol i tirosina al menú. No us oblideu del betacarotè.
El valor de la radiació solar per ael cos humà és excepcionalment gran, no perdis de vista tant els aspectes positius com els negatius. Heu de tenir en compte que en diferents persones es produeixen reaccions bioquímiques amb característiques individuals, de manera que per a algú fins i tot mitja hora prendre el sol pot ser perillós. És raonable consultar un metge abans de la temporada de platja, avaluar el tipus i l'estat de la pell. Això ajudarà a prevenir danys a la salut.
Si és possible, eviteu prendre el sol a la vellesa, durant el període de tenir un nadó. Les mal alties del càncer, els trastorns mentals, les patologies de la pell i la insuficiència cardíaca no es combinen amb prendre el sol.
Radiació total: on és l'escassetat?
Bastant interessant de tenir en compte és la distribució de la radiació solar. Com s'ha esmentat anteriorment, només aproximadament la meitat de totes les ones poden arribar a la superfície del planeta. Cap a on desapareixen la resta? Les diferents capes de l'atmosfera i les partícules microscòpiques a partir de les quals es formen juguen el seu paper. Una part impressionant, com s'ha indicat, és absorbida per la capa d'ozó: totes són ones la longitud de les quals és inferior a 0,36 micres. A més, l'ozó és capaç d'absorbir alguns tipus d'ones de l'espectre visible per l'ull humà, és a dir, l'interval 0,44-1,18 micres.
La capa d'oxigen absorbeix fins a cert punt els UV. Això és característic de la radiació amb una longitud d'ona de 0,13-0,24 micres. El diòxid de carboni, el vapor d'aigua pot absorbir un petit percentatge de l'espectre infrarojo. L'aerosol atmosfèric absorbeix una part (espectre IR) de la quantitat total de radiació solar.
Les ones de la categoria d'ones curtes es dispersen a l'atmosfera a causa de la presència de partícules microscòpiques no homogènies, aerosols, núvols. Els elements no homogenis, partícules les dimensions de les quals són inferiors a la longitud d'ona, provoquen la dispersió molecular, i per als més grans, és característic el fenomen descrit per l'indicatrix, és a dir, l'aerosol.
Una altra quantitat de radiació solar arriba a la superfície terrestre. Combina radiació directa i radiació difusa.
Radiació total: aspectes importants
El valor total és la quantitat de radiació solar rebuda pel territori, així com absorbida a l'atmosfera. Si no hi ha núvols al cel, la quantitat total de radiació depèn de la latitud de la zona, l' altitud del cos celeste, el tipus de superfície terrestre en aquesta zona i el nivell de transparència de l'aire. Com més partícules d'aerosol es dispersen a l'atmosfera, menor serà la radiació directa, però augmenta la proporció de radiació dispersa. Normalment, en absència de nuvolositat en la radiació total, la difusió és una quarta part.
El nostre país pertany als del nord, així que la major part de l'any a les regions del sud la radiació és molt més gran que a les del nord. Això es deu a la posició de l'estrella al cel. Però el curt període maig-juliol és un període únic, quan fins i tot al nord la radiació total és força impressionant, ja que el sol està alt al cel i les hores de llum són més llargues que en altres mesos de l'any. Al mateix temps, de mitjana, a la meitat asiàtica del país, en absència de nuvolositat, el totalla radiació és més important que a l'oest. La força màxima de la radiació ondulatòria s'observa al migdia, i la màxima anual es produeix al juny, quan el sol és més alt al cel.
La radiació solar total és la quantitat d'energia solar que arriba al nostre planeta. Al mateix temps, cal recordar que diversos factors atmosfèrics fan que l'arribada anual de radiació total sigui menor del que podria ser. La diferència més gran entre la realitat observada i la màxima possible és típica de les regions de l'Extrem Orient a l'estiu. Els monsons provoquen núvols extremadament densos, de manera que la radiació total es redueix aproximadament a la meitat.
Curiositat per saber
El percentatge més gran de la màxima exposició possible a l'energia solar en realitat s'observa (calculat durant 12 mesos) al sud del país. L'indicador arriba al 80%.
La nuvolositat no sempre provoca la mateixa dispersió de la radiació solar. La forma dels núvols juga un paper, les característiques del disc solar en un moment concret. Si està obert, la nuvolositat provoca una disminució de la radiació directa, mentre que la radiació difusa augmenta bruscament.
També hi ha dies en què la radiació directa té aproximadament la mateixa intensitat que la radiació dispersa. El valor total diari pot ser fins i tot més gran que la radiació característica d'un dia completament sense núvols.
En termes de 12 mesos, s'ha de prestar especial atenció als fenòmens astronòmics com a determinants dels indicadors numèrics globals. Al mateix temps, la nuvolositat fa que es pugui observar el màxim de radiació real no al juny, sinó un mes abans o més tard.
Radiació a l'espai
Des del límit de la magnetosfera del nostre planeta i més enllà de l'espai exterior, la radiació solar es converteix en un factor associat a un perill mortal per als humans. Ja l'any 1964 es va publicar un important treball de divulgació científica sobre mètodes de defensa. Els seus autors van ser els científics soviètics Kamanin, Bubnov. Se sap que per a una persona, la dosi de radiació per setmana no hauria de ser superior a 0,3 roentgens, mentre que durant un any hauria d'estar dins dels 15 R. Per a l'exposició a curt termini, el límit per a una persona és de 600 R. Vols a l'espai, especialment en condicions d'activitat solar impredictible, pot anar acompanyada d'una exposició important dels astronautes, la qual cosa obliga a prendre mesures addicionals per protegir-se de les ones de diferent longitud.
Després de les missions Apol·lo, durant les quals es van provar mètodes de protecció, es van estudiar els factors que afecten la salut humana, ha passat més d'una dècada, però fins avui els científics no poden trobar mètodes efectius i fiables per predir tempestes geomagnètiques. Podeu fer una previsió per hores, de vegades per diversos dies, però fins i tot per a una previsió setmanal, les possibilitats de realització no superen el 5%. El vent solar és encara més impredictible. Amb una probabilitat d'un de cada tres, els astronautes, en marxa en una nova missió, poden caure en potents fluxos de radiació. Això fa encara més important la qüestió de la recerca i la previsió de les característiques de la radiació, i el desenvolupament de mètodes de protecció contraell.
