Структура и електромагнитно излъчване на слънцето. Слънчева радиация или йонизиращо лъчение от слънцето

Слънцето е източник на светлина и топлина, от които се нуждаят всички живи същества на Земята. Но в допълнение към фотоните на светлината, той излъчва силно йонизиращо лъчение, състоящо се от хелиеви ядра и протони. Защо се случва това?

Причини за слънчева радиация

Слънчевата радиация се произвежда през деня по време на хромосферни изригвания - гигантски експлозии, които се случват в слънчевата атмосфера. Част от слънчевата материя се изхвърля в открития космос, образувайки космически лъчи, състоящи се главно от протони и малко количество хелиеви ядра. Тези заредени частици достигат земната повърхност 15-20 минути след като слънчевото изригване стане видимо.

Въздухът прекъсва първичната космическа радиация, генерирайки каскаден ядрен поток, който избледнява с намаляване на надморската височина. В този случай се раждат нови частици - пиони, които се разпадат и се превръщат в мюони. Те проникват в ниските слоеве на атмосферата и падат на земята, заравяйки се до 1500 метра дълбочина. Именно мюоните са отговорни за образуването на вторична космическа радиация и естествена радиация, засягаща хората.

Спектър на слънчевата радиация

Спектърът на слънчевата радиация включва както късовълнови, така и дълговълнови области:

• гама лъчи;
• рентгеново лъчение;
• UV радиация;
• Видима светлина;
• инфрачервено лъчение.

Над 95% от слънчевата радиация попада в областта на „оптичния прозорец” - видимата част от спектъра със съседните области на ултравиолетовите и инфрачервените вълни. При преминаването им през слоевете на атмосферата действието на слънчевите лъчи отслабва – цялата йонизираща радиация, рентгеновите лъчи и почти 98% от ултравиолетовото лъчение се задържат от земната атмосфера. Видимата светлина и инфрачервеното лъчение достигат земята практически без загуби, въпреки че частично се абсорбират от газовите молекули и праховите частици във въздуха.

В тази връзка слънчевата радиация не води до забележимо увеличение на радиоактивното излъчване на земната повърхност. Приносът на Слънцето, заедно с космическите лъчи, за формирането на общата годишна радиационна доза е само 0,3 mSv/година. Но това е средна стойност; всъщност нивото на радиация на земята е различно и зависи от географското местоположение на района.

Къде слънчевата йонизираща радиация е най-голяма?

Най-голямата мощност на космическите лъчи се регистрира на полюсите, а най-малката на екватора. Това се дължи на факта, че магнитното поле на Земята отклонява заредените частици, падащи от космоса към полюсите. Освен това радиацията се увеличава с надморска височина - на надморска височина от 10 километра показателят й нараства 20-25 пъти. Жителите на високите планини са изложени на по-високи дози слънчева радиация, тъй като атмосферата в планините е по-тънка и по-лесно прониква от потоци от гама-кванти и елементарни частици, идващи от слънцето.

важно. Нивата на радиация до 0,3 mSv/h не оказват сериозно влияние, но при доза от 1,2 μSv/h се препоръчва напускане на района, а при спешни случаи оставане на територията му за не повече от шест месеца. Ако показанията надвишават два пъти това, трябва да ограничите престоя си в тази зона до три месеца.

Ако над морското равнище годишната доза космическа радиация е 0,3 mSv/година, то с увеличаване на надморската височина на всеки сто метра тази цифра се увеличава с 0,03 mSv/година. След малки изчисления можем да заключим, че едноседмична почивка в планината на надморска височина 2000 метра ще даде облъчване от 1 mSv/година и ще осигури почти половината от общата годишна норма (2,4 mSv/година).

Оказва се, че жителите на планините получават годишна доза радиация, която е няколко пъти по-висока от нормалната, и трябва да страдат от левкемия и рак по-често от хората, живеещи в равнините. Всъщност това не е вярно. Напротив, в планинските райони има по-ниска смъртност от тези заболявания, а част от населението е дълголетник. Това потвърждава факта, че продължителният престой в места с висока радиационна активност не оказва отрицателно въздействие върху човешкото тяло.

Слънчеви изригвания - висока радиационна опасност

Слънчевите изригвания са голяма опасност за хората и целия живот на Земята, тъй като плътността на потока на слънчевата радиация може да надвиши нормалното ниво на космическа радиация хиляда пъти. Така изключителният съветски учен А. Л. Чижевски свързва периодите на образуване на слънчеви петна с епидемии от тиф (1883-1917) и холера (1823-1923) в Русия. Въз основа на направените от него графики още през 1930 г. той прогнозира появата на обширна пандемия от холера през 1960-1962 г., която започва в Индонезия през 1961 г., след което бързо се разпространява в други страни в Азия, Африка и Европа.

Днес са получени множество данни, показващи връзката между единадесетгодишните цикли на слънчева активност и огнищата на болести, както и с масовите миграции и сезоните на бързо размножаване на насекоми, бозайници и вируси. Хематолозите са установили увеличаване на броя на инфарктите и инсултите в периоди на максимална слънчева активност. Такава статистика се дължи на факта, че по това време кръвосъсирването на хората се увеличава и тъй като при пациенти със сърдечни заболявания компенсаторната активност е потисната, възникват неизправности в работата му, включително некроза на сърдечната тъкан и кръвоизливи в мозъка.

Големите слънчеви изригвания не се случват толкова често – веднъж на 4 години. По това време броят и размерът на слънчевите петна се увеличават и в слънчевата корона се образуват мощни коронални лъчи, състоящи се от протони и малко количество алфа частици. Най-мощният им поток астролозите регистрират през 1956 г., когато плътността на космическата радиация на повърхността на земята се увеличава 4 пъти. Друго следствие от такава слънчева активност беше полярното сияние, регистрирано в Москва и Московска област през 2000 г.

Как да се предпазите?

Разбира се, повишеният радиационен фон в планината не е причина да отказвате пътувания в планината. Въпреки това си струва да помислите за мерките за безопасност и да отидете на пътуване с преносим радиометър, който ще помогне да се контролира нивото на радиация и, ако е необходимо, да се ограничи времето, прекарано в опасни зони. Не трябва да оставате в зона, където показанията на електромера показват йонизиращо лъчение от 7 µSv/h за повече от един месец.

Когато говорим за въздействието на слънцето върху човешкия организъм, не може да се определи с точност дали то е вредно или полезно. Слънчевите лъчи са като килокалориите от храната. Недостигът им води до изтощение, а в излишък причиняват затлъстяване. Така е и в тази ситуация. В умерени количества слънчевата радиация има благоприятен ефект върху тялото, докато излишната ултравиолетова радиация провокира изгаряния и развитието на редица заболявания. Нека да разгледаме по-отблизо.

Слънчева радиация: общи ефекти върху тялото

Слънчевата радиация е комбинация от ултравиолетови и инфрачервени вълни. Всеки от тези компоненти има свой собствен ефект върху тялото.

Ефект на инфрачервеното лъчение:

1. Основната характеристика на инфрачервените лъчи е топлинният ефект, който създават. Загряването на тялото помага за разширяване на кръвоносните съдове и нормализиране на кръвообращението.
2. Загряването има релаксиращ ефект върху мускулите, осигурявайки лек противовъзпалителен и аналгетичен ефект.
3. Под въздействието на топлината метаболизмът се увеличава и процесите на усвояване на биологично активните компоненти се нормализират.
4. Инфрачервеното лъчение от слънцето стимулира функционирането на мозъка и зрителния апарат.
5. Благодарение на слънчевата радиация се синхронизират биологичните ритми на тялото, задействат се режимите на сън и бодърстване.
6. Лечението със слънчева топлина подобрява състоянието на кожата, премахвайки акнето.
7. Топлата светлина повдига настроението и подобрява емоционалния фон на човека.
8. И според последните проучвания подобрява качеството на спермата при мъжете.

Въпреки всички дебати за отрицателните ефекти на ултравиолетовото лъчение върху тялото, липсата му може да доведе до сериозни здравословни проблеми. Това е един от жизненоважните фактори за съществуване. И в условията на ултравиолетов дефицит в тялото започват да се случват следните промени:

1. На първо място, имунната система отслабва. Това се дължи на нарушение на усвояването на витамини и минерали, неуспех на метаболизма на клетъчно ниво.
2. Съществува тенденция към развитие на нови или влошаване на хронични заболявания, най-често съпроводени с усложнения.
3. Има летаргия, синдром на хронична умора и нивото на производителност намалява.
4. Липсата на ултравиолетова радиация за деца пречи на производството на витамин D и провокира намаляване на темповете на растеж.

Трябва обаче да разберете, че прекомерната слънчева активност няма да е от полза за тялото!

Противопоказания за слънчеви бани

Въпреки всички ползи от слънчевата светлина за тялото, не всеки може да си позволи да се наслади на топлите лъчи. Противопоказанията включват:

• остри възпалителни процеси;
• тумори, независимо от местоположението им;
• прогресираща туберкулоза;
• ангина пекторис, исхемична болест;
• ендокринни патологии;
• увреждане на нервната система;
• дисфункция на щитовидната жлеза и надбъбречните жлези;
• диабет;
• мастопатия;
• миома на матката;
• бременност;
• период на възстановяване след операция.

Във всички случаи активното облъчване ще влоши хода на заболяването, провокирайки развитието на нови усложнения.

Възрастните хора и кърмачетата не трябва да се увличат от слънцето. За тези категории от населението е показано лечение със слънчева светлина на сянка. Там ще бъде достатъчна необходимата доза безопасна топлина.

Истории от наши читатели

Владимир
61 години

Почиствам съдовете си редовно всяка година. Започнах да правя това, когато станах на 30, защото налягането беше твърде ниско. Лекарите само вдигнаха рамене. Трябваше сам да се погрижа за здравето си. Пробвах различни методи, но един ми помага особено добре...
Прочетете повече >>>

Отрицателни ефекти на слънцето

Времето на излагане на инфрачервени и ултравиолетови вълни трябва да бъде строго ограничено. Прекомерно количество слънчева радиация:

• може да провокира влошаване на общото състояние на тялото (т.нар. топлинен удар поради прегряване);
• влияе негативно на кожата, причинявайки трайни промени;
• влошава зрението;
• провокира хормонален дисбаланс в организма;
• може да провокира развитието на алергични реакции.

Така лежането на плажа с часове в периоди на максимална слънчева активност причинява огромни щети на тялото.

За да получите необходимата порция светлина, е достатъчна двадесет минути разходка в слънчев ден.

Ефектът на слънцето върху кожата

Прекомерното количество слънчева радиация води до сериозни кожни проблеми. В краткосрочен план рискувате да получите изгаряне или дерматит. Това е най-малкият проблем, който може да срещнете, когато правите тен в горещ ден. Ако подобна ситуация се повтаря със завидна редовност, слънчевата радиация ще стане тласък за образуването на злокачествени образувания по кожата, меланоми.

Освен това излагането на ултравиолетова радиация изсушава кожата, правейки я по-тънка и по-чувствителна. А постоянното излагане на директни лъчи ускорява процеса на стареене, причинявайки появата на ранни бръчки.

За да се предпазите от негативните ефекти на слънчевата радиация, достатъчно е да следвате прости мерки за безопасност:

1. През лятото задължително използвайте слънцезащитен крем? Нанесете върху всички открити части на тялото, включително лицето, ръцете, краката и деколтето. Иконата SPF на опаковката е същата ултравиолетова защита. И степента му ще зависи от числото, посочено до съкращението. Когато отивате в магазина, е подходяща козметика със SPF ниво 15 или SPF 20. Ако планирате да прекарате време на плажа, използвайте специални продукти с по-високи нива. За детската кожа е подходящ крем с максимална защита SPF 50.
2. Ако трябва да останете навън за дълго време при максимална интензивност на слънчевата радиация, носете дрехи от леки материи с дълги ръкави. Не забравяйте да носите шапка с широка периферия, за да скриете нежната си кожа на лицето.
3. Контролирайте продължителността на слънчевите бани. Препоръчителното време е 15-20 минути. Ако стоите навън за по-дълго време, опитайте се да се скриете от пряката слънчева светлина в сянката на дърветата.

И не забравяйте, че през лятото слънчевата радиация влияе на кожата по всяко време на деня, с изключение на нощните часове. Може да не усетите забележима топлина от инфрачервените вълни, но ултравиолетовата светлина остава на високо ниво на активност както сутрин, така и следобед.

Отрицателни ефекти върху зрението

Влиянието на слънчевата светлина върху зрителния апарат е огромно. В крайна сметка благодарение на светлинните лъчи получаваме информация за света около нас. Изкуственото осветление до известна степен може да се превърне в алтернатива на естествената светлина, но четенето и писането с лампа увеличава напрежението на очите.

Говорейки за отрицателното въздействие на слънчевата светлина върху човека и зрението, имаме предвид увреждане на очите от продължително излагане на слънце без слънчеви очила.

Някои от неприятните усещания, които може да срещнете, включват режеща болка в очите, тяхното зачервяване и фотофобия. Най-сериозното увреждане е изгаряне на ретината.. Възможна е и суха кожа на клепачите и образуване на фини бръчки.

1. Носете слънчеви очила. Когато купувате, първо обърнете внимание на степента на защита. Модните модели често леко засенчват светлината, но не предотвратяват проникването на ултравиолетова радиация. Затова се препоръчва да оставите настрана светлите рамки и да изберете висококачествени лещи.
2. Уверете се, че директните лъчи не попадат в лицето ви. Стойте на сянка и носете шапка, шапка или друга прическа с козирка.
3. Не гледай слънцето. Ако не изпитвате дискомфорт, това не означава, че тази идея е безопасна. Дори зимното слънце има достатъчно активност, за да причини проблеми със зрението.

Има ли безопасно време от годината?

Използването на слънчева радиация като лечебна процедура е обичайна практика. Както ултравиолетовото, така и топлината се считат за силни дразнители. А злоупотребата с тези предимства може да причини сериозни проблеми.

Дъбене е производството на меланин. По-точно, това е защитна реакция на кожата към дразнител.

Опасна ли е слънчевата радиация по всяко време на годината? Трудно е да се даде категоричен отговор на този въпрос. Всичко ще зависи не толкова от времето на годината, колкото от географското местоположение. Така в средните географски ширини активността на слънчевата радиация се увеличава с 25-35% през лятото. Следователно препоръките относно стоенето навън в ясен ден се отнасят само за горещо време. През зимата жителите на тези региони не са застрашени от ултравиолетова радиация.

Но жителите на екватора са изправени пред пряка слънчева светлина през цялата година. Следователно вероятността от негативни ефекти върху тялото е налице както през лятото, така и през зимата. Жителите на северните ширини са по-щастливи в това отношение. Наистина, с отдалечаване от екватора ъгълът на падане на слънчевите лъчи върху земята се променя, а с това и радиационната активност. Дължината на топлинната вълна се увеличава, като в същото време количеството топлина (загубите на енергия) намалява. Следователно е зима през цялата година, тъй като повърхността на земята няма достатъчно топлина, за да я затопли.

Слънчевата радиация е приятел на нашето тяло. Но не бива да злоупотребявате с това приятелство. В противен случай последствията могат да бъдат много сериозни. Просто се насладете на топлината, без да забравяте за мерките за безопасност.

Късовълнова радиация от Слънцето

Ултравиолетовото и рентгеновото лъчение се излъчват главно от горните слоеве на хромосферата и короната. Това е установено чрез изстрелване на ракети с инструменти по време на слънчеви затъмнения. Много горещата слънчева атмосфера винаги излъчва невидима късовълнова радиация, но е особено мощна през годините на максимална слънчева активност. По това време ултравиолетовата радиация се увеличава приблизително два пъти, а рентгеновата радиация се увеличава десетки и стотици пъти в сравнение с радиацията в годините на минимума. Интензитетът на късовълновата радиация варира от ден на ден, нараствайки рязко, когато възникнат изригвания.

Ултравиолетовото и рентгеновото лъчение частично йонизират слоевете на земната атмосфера, образувайки йоносферата на височина 200 - 500 km от земната повърхност. Йоносферата играе важна роля в радиокомуникациите на дълги разстояния: радиовълните, идващи от радиопредавателя, многократно се отразяват от йоносферата и земната повърхност, преди да достигнат антената на приемника. Състоянието на йоносферата се променя в зависимост от условията на нейното осветяване от Слънцето и протичащите върху нея явления. Следователно, за да се осигури стабилна радиокомуникация, е необходимо да се вземе предвид времето на деня, времето на годината и състоянието на слънчевата активност. След най-мощните слънчеви изригвания броят на йонизираните атоми в йоносферата се увеличава и радиовълните се поглъщат частично или напълно от нея. Това води до влошаване и дори временно прекъсване на радиокомуникациите.

Особено внимание учените обръщат на изследването на озоновия слой в земната атмосфера. Озонът се образува в резултат на фотохимични реакции (поглъщане на светлина от кислородни молекули) в стратосферата и основната му маса е концентрирана там. Общо в земната атмосфера има приблизително 3 10 9 тона озон. Това е много малко: дебелината на слоя чист озон на повърхността на Земята няма да надвишава 3 mm! Но ролята на озоновия слой, който се простира на височина от няколко десетки километра над повърхността на Земята, е изключително голяма, тъй като предпазва всички живи същества от въздействието на опасното късовълново (и предимно ултравиолетово) лъчение от Слънцето. . Съдържанието на озон е променливо на различните географски ширини и през различните периоди от годината. Тя може да намалее (понякога много значително) в резултат на различни процеси. Това може да бъде улеснено, например, от емисии в атмосферата на големи количества озоноразрушаващи хлорсъдържащи вещества от промишлен произход или аерозолни емисии, както и емисии, придружаващи вулканични изригвания. Области на рязко намаляване на нивата на озон („озонови дупки“) бяха открити над различни региони на нашата планета, не само над Антарктида и редица други територии на южното полукълбо на Земята, но и над северното полукълбо. През 1992 г. започнаха да се появяват тревожни съобщения за временно изтъняване на озоновия слой над северната част на Европейска Русия и намаляване на нивата на озон над Москва и Санкт Петербург. Учените, осъзнавайки глобалния характер на проблема, организират екологични изследвания в световен мащаб, включително, на първо място, глобална система за непрекъснат мониторинг на състоянието на озоновия слой. Бяха разработени и подписани международни споразумения за защита на озоновия слой и ограничаване на производството на озоноразрушаващи вещества.

Радиоизлъчване от Слънцето

Систематичното изследване на радиоизлъчването от Слънцето започва едва след Втората световна война, когато се открива, че Слънцето е мощен източник на радиоизлъчване. Радиовълните проникват в междупланетното пространство и се излъчват от хромосферата (сантиметрови вълни) и короната (дециметрови и метрови вълни). Това радиоизлъчване достига Земята. Радиоизлъчването от Слънцето има два компонента - постоянен, почти непроменен по интензитет, и променлив (взривове, "шумови бури").

Радиоизлъчването на тихо Слънце се обяснява с факта, че горещата слънчева плазма винаги излъчва радиовълни заедно с електромагнитни колебания с други дължини на вълната (топлинно радиоизлъчване). По време на големи изригвания радиоизлъчването от Слънцето се увеличава хиляди и дори милиони пъти в сравнение с радиоизлъчването от тихото Слънце. Това радиоизлъчване, генерирано от бързо протичащи нестационарни процеси, е с нетермичен характер.

Корпускулярна радиация от Слънцето

Редица геофизични явления (магнитни бури, т.е. краткотрайни промени в магнитното поле на Земята, полярни сияния и др.) също са свързани със слънчевата активност. Но тези явления се случват ден след слънчевите изригвания. Те се причиняват не от електромагнитно излъчване, което достига Земята за 8,3 минути, а от корпускули (протони и електрони, образуващи разредена плазма), които проникват в околоземното пространство със закъснение (с 1-2 дни), тъй като се движат при скорости 400 - 1000 km/c.

Корпускулите се излъчват от Слънцето, дори когато върху него няма изригвания или петна. Слънчевата корона е източник на постоянно изтичане на плазма (слънчев вятър), което се случва във всички посоки. Слънчевият вятър, създаден от непрекъснато разширяващата се корона, обхваща планети, движещи се близо до Слънцето и. Изригванията са придружени от "пориви" на слънчев вятър. Експериментите на междупланетни станции и изкуствени спътници на Земята направиха възможно директното откриване на слънчевия вятър в междупланетното пространство. По време на изригвания и по време на тихото изтичане на слънчевия вятър не само корпускулите проникват в междупланетното пространство, но и магнитното поле, свързано с движещата се плазма.

Интензитетът на слънчевата светлина, която достига до земята, варира в зависимост от времето на деня, годината, местоположението и метеорологичните условия. Общото количество енергия, изчислено на ден или на година, се нарича облъчване (или по друг начин „входяща слънчева радиация“) и показва колко мощна е била слънчевата радиация. Облъчването се измерва във W*h/m² на ден или друг период.

Интензитетът на слънчевата радиация в свободното пространство на разстояние, равно на средното разстояние между Земята и Слънцето, се нарича слънчева константа. Стойността му е 1353 W/m². Когато преминава през атмосферата, слънчевата светлина се отслабва главно поради поглъщането на инфрачервеното лъчение от водни пари, ултравиолетовото лъчение от озона и разсейването на лъчението от атмосферни прахови частици и аерозоли. Показателят за влиянието на атмосферата върху интензивността на слънчевата радиация, достигаща до земната повърхност, се нарича „въздушна маса” (ВМ). AM се определя като секанс на ъгъла между Слънцето и зенита.

Фигура 1 показва спектралното разпределение на интензитета на слънчевата радиация при различни условия. Горната крива (AM0) съответства на слънчевия спектър извън земната атмосфера (например на борда на космически кораб), т.е. при нулева въздушна маса. Тя се апроксимира чрез разпределението на интензитета на излъчване на напълно черно тяло при температура 5800 K. Кривите AM1 и AM2 илюстрират спектралното разпределение на слънчевата радиация на земната повърхност, когато Слънцето е в зенита си и под ъгъл между Слънце и зенит съответно от 60°. В този случай общата мощност на излъчване е съответно приблизително 925 и 691 W/m². Средният интензитет на радиация на Земята приблизително съвпада с интензитета на радиация при AM = 1,5 (Слънцето е под ъгъл 45° спрямо хоризонта).

В близост до повърхността на Земята можем да приемем средната стойност на интензитета на слънчевата радиация като 635 W/m². В много ясен слънчев ден тази стойност варира от 950 W/m² до 1220 W/m². Средната стойност е приблизително 1000 W/m². Пример: Общ интензитет на радиация в Цюрих (47°30′N, 400 m надморска височина) върху повърхност, перпендикулярна на радиацията: 1 май 12:00 1080 W/m²; 21 декември 12:00 930 W/m².

За да се опрости изчисляването на пристигащата слънчева енергия, тя обикновено се изразява в часове слънчево греене с интензитет от 1000 W/m². Тези. 1 час съответства на пристигането на слънчева радиация от 1000 W*h/m². Това приблизително съответства на периода, когато слънцето грее през лятото в средата на слънчев, безоблачен ден върху повърхност, перпендикулярна на слънчевите лъчи.

Пример
Яркото слънце грее с интензитет от 1000 W/m² върху повърхност, перпендикулярна на слънчевите лъчи. За 1 час пада 1 kWh енергия на 1 m² (енергията е равна на мощността по времето). По същия начин средно пристигане на слънчева радиация от 5 kWh/m² през деня съответства на 5 пикови слънчеви часа на ден. Не бъркайте пиковите часове с действителните дневни часове. През деня слънцето грее с различен интензитет, но общо дава същото количество енергия, както ако свети 5 часа с максимална интензивност. Именно пиковите часове на слънчево греене се използват при изчисленията на слънчевите енергийни инсталации.

Пристигането на слънчева радиация варира през целия ден и от място на място, особено в планинските райони. Облъчването варира средно от 1000 kWh/m² годишно за страните от Северна Европа, до 2000-2500 kWh/m² годишно за пустините. Метеорологичните условия и деклинацията на слънцето (която зависи от географската ширина на района) също водят до разлики в пристигането на слънчева радиация.

В Русия, противно на общоприетото схващане, има много места, където е изгодно да се преобразува слънчевата енергия в електричество. По-долу е дадена карта на ресурсите на слънчева енергия в Русия. Както можете да видите, в по-голямата част от Русия може успешно да се използва в сезонен режим, а в райони с повече от 2000 часа слънчево греене годишно - през цялата година. Естествено, през зимата производството на енергия от слънчеви панели значително намалява, но въпреки това цената на електроенергията от слънчева централа остава значително по-ниска, отколкото от дизелов или бензинов генератор.

Особено изгодно е да се използва там, където няма централизирани електрически мрежи и захранването с енергия се осигурява от дизелови генератори. И в Русия има много такива райони.

Освен това, дори когато съществуват мрежи, използването на слънчеви панели, работещи паралелно с мрежата, може значително да намали разходите за енергия. С настоящата тенденция към увеличаване на тарифите на руските естествени енергийни монополи, инсталирането на слънчеви панели се превръща в интелигентна инвестиция.

Какво е Слънцето? В мащаба на видимата Вселена това е само малка звезда в покрайнините на галактиката, наречена Млечен път. Но за планетата Земя Слънцето не е просто горещ съсирек от газ, а източник на топлина и светлина, необходими за съществуването на всички живи същества.

От праисторически времена дневната светлина е била обект на поклонение, нейното движение по небесния свод се свързвало с проявата на божествени сили. Изследванията на Слънцето и неговото излъчване започват още преди възприемането на хелиоцентричния модел на Николай Коперник; най-великите умове на древните цивилизации са озадачавали неговите мистерии.

Технологичният прогрес даде възможност на човечеството да изучава не само процесите вътре и на повърхността на Слънцето, но и промените в климата на Земята под негово влияние. Статистическите данни позволяват да се даде ясен отговор на въпроса какво представлява слънчевата радиация, как се измерва и да се определи нейното въздействие върху живите организми, обитаващи планетата.

Какво се нарича слънчева радиация?

Природата на слънчевата радиация остава неясна, докато в началото на ХХ век видният астроном Артър Едингтън не предполага, че източникът на колосална слънчева енергия са реакциите на термоядрен синтез, протичащи в нейните дълбини. Температурата в близост до ядрото (около 15 милиона градуса) е достатъчна, за да могат протоните да преодолеят силата на взаимно отблъскване и да образуват хелиеви ядра в резултат на сблъсък.

Впоследствие учените (по-специално Алберт Айнщайн) откриха, че масата на ядрото на хелия е малко по-малка от общата маса на четирите протона, от които се образува. Това явление се нарича масов дефект. След като проследиха връзката между маса и енергия, учените откриха, че този излишък се освобождава под формата на гама лъчи.

Докато пътуват от ядрото към повърхността на Слънцето през слоевете от съставните му газове, гама-квантите се смачкват и преобразуват в електромагнитни вълни, сред които е светлина, видима за човешкото око. Този процес отнема около 10 милиона години. И отнема само 8 минути, за да достигне слънчевата радиация до земната повърхност.

Слънчевата радиация включва електромагнитни вълни с широк диапазон и слънчевия вятър, който представлява поток от светлинни частици и електрони.

Какви видове слънчева радиация съществуват и нейните характеристики

На границата на земната атмосфера интензитетът на слънчевата радиация е постоянна величина. Енергията на Слънцето е дискретна и се предава на порции (кванти) енергия, но техният корпускуларен принос е относително малък, поради което слънчевите лъчи се разглеждат като електромагнитни вълни, които се разпространяват равномерно и праволинейно.

Основната вълнова характеристика е дължината на вълната, с която се разграничават видовете излъчване:

• радио вълни;
• инфрачервен (термичен);
• видима (бяла) светлина;
• ултравиолетови;
• гама лъчи.

Слънчевата радиация е представена от инфрачервена (IR), видима (VI) и ултравиолетова (UV) радиация в съотношение съответно 52%, 43% и 5%. Количествена мярка за слънчева радиация се счита за излъчване (плътност на енергийния поток) - лъчиста енергия, получена за единица време от единица повърхност.

Разпределение на слънчевата радиация върху земната повърхност

По-голямата част от радиацията се абсорбира от земната атмосфера и я нагрява до температура, позната на живите организми. Озоновият слой пропуска само 1% от ултравиолетовите лъчи и служи като щит срещу по-агресивната късовълнова радиация.

Атмосферата поглъща около 20% от слънчевите лъчи и разпръсква 30% в различни посоки. Така само половината от лъчистата енергия, наречена пряка слънчева радиация, достига земната повърхност.

Интензитетът на пряката слънчева радиация се влияе от няколко фактора:

• ъгъл на падане на слънчевата светлина (географска ширина);
• разстояние от точката на удара до Слънцето (време на годината);
• естеството на отразяващата повърхност;
• прозрачност на атмосферата (облачност, замърсяване).

Разсеяната и директната радиация съставляват общата слънчева радиация, чийто интензитет се измерва в калории на единица повърхност. Ясно е, че слънчевата радиация има ефект само през деня и е разпределена неравномерно върху земната повърхност. Неговият интензитет нараства с приближаването към полюсите, но снегът отразява по-голяма част от лъчистата енергия, в резултат на което въздухът не се нагрява. Следователно общият индикатор намалява с отдалечаване от екватора.

Слънчевата активност формира климата на Земята и влияе върху жизнените процеси на организмите, които я обитават. На територията на страните от ОНД (в северното полукълбо) през зимния сезон преобладава разсеяната радиация, а през лятото - пряката радиация.

Инфрачервеното лъчение и неговата роля в живота на човечеството

Слънчевата радиация е предимно невидима за човешкото око. Именно тя нагрява земната почва, която впоследствие отделя топлина в атмосферата. Така се поддържа оптималната температура за живота на Земята и обичайните климатични условия.

Освен Слънцето източници на инфрачервено лъчение са всички нагрети тела. На този принцип работят всички нагревателни уреди и устройства, което позволява да се видят повече или по-малко нагрети обекти при условия на лоша видимост.

Фактът, че човек не е в състояние да възприема инфрачервена светлина, не намалява ефекта й върху тялото. Този вид радиация намери приложение в медицината поради следните свойства:

• разширяване на кръвоносните съдове, нормализиране на кръвния поток;
• увеличаване на броя на левкоцитите;
• лечение на хронични и остри възпаления на вътрешните органи;
• предотвратяване на кожни заболявания;
• отстраняване на колоидни белези, лечение на незарастващи рани.

Инфрачервените термографи позволяват своевременно откриване на заболявания, които не могат да бъдат диагностицирани с други методи (кръвни съсиреци, ракови тумори и др.). Инфрачервеното лъчение е вид „противоотрова“ на отрицателното ултравиолетово лъчение, поради което неговите лечебни свойства се използват за възстановяване на здравето на хора, които са били в космоса дълго време.

Механизмът на действие на инфрачервените лъчи не е напълно проучен и като всеки вид лъчение, ако се използва неправилно, може да навреди на човешкото здраве. Лечението с инфрачервени лъчи е противопоказано при наличие на гнойно възпаление, кървене, злокачествени тумори, недостатъчност на мозъчното кръвообращение и сърдечно-съдовата система.

Спектрален състав и свойства на видимата светлина

Светлинните лъчи се разпространяват по права линия и не се припокриват, което повдига справедлив въпрос: защо светът около нас учудва с разнообразието от различни нюанси. Тайната се крие в основните свойства на светлината: отражение, пречупване и поглъщане.

Известно е със сигурност, че обектите не излъчват светлина, тя се абсорбира частично от тях и се отразява под различни ъгли в зависимост от честотата. Човешкото зрение се е развило през вековете, но ретината на окото може да възприема само ограничен диапазон от отразена светлина в тясната междина между инфрачервеното и ултравиолетовото лъчение.

Изследването на свойствата на светлината породи не само отделен клон на физиката, но и редица ненаучни теории и практики, основани на влиянието на цвета върху психическото и физическото състояние на индивида. Използвайки това знание, човек украсява околното пространство в най-приятния за окото цвят, което прави живота възможно най-удобен.

Ултравиолетовото лъчение и неговото въздействие върху човешкото тяло

Ултравиолетовият спектър на слънчевата светлина се състои от дълги, средни и къси вълни, които се различават по физични свойства и естеството на въздействието си върху живите организми. Ултравиолетовите лъчи, които принадлежат към дългите вълни, се разпръскват предимно в атмосферата и не достигат до земната повърхност. Колкото по-къса е дължината на вълната, толкова по-дълбоко ултравиолетовите лъчи проникват в кожата.

Ултравиолетовото лъчение е необходимо за поддържане на живота на Земята. UV лъчите имат следните ефекти върху човешкото тяло:

• насищане с витамин D, необходим за образуването на костна тъкан;
• профилактика на остеохондроза и рахит при деца;
• нормализиране на метаболитните процеси и синтеза на полезни ензими;
• активиране на регенерацията на тъканите;
• подобрено кръвообращение, вазодилатация;
• повишаване на имунитета;
• облекчаване на нервната възбуда чрез стимулиране на производството на ендорфини.

Въпреки обемния списък от положителни качества, слънчевите бани не винаги са ефективни. Продължителното излагане на слънце в неблагоприятно време или в периоди на необичайно висока слънчева активност отрича полезните свойства на UV лъчите.

Ултравиолетовото облъчване във високи дози има точно обратното на очакваното:

• еритема (зачервяване на кожата) и слънчево изгаряне;
• хиперемия, подуване;
• повишена телесна температура;
• главоболие;
• дисфункция на имунната и централната нервна система;
• загуба на апетит, гадене, повръщане.

Тези признаци са симптоми на слънчев удар, при който влошаването на състоянието на човек може да настъпи незабелязано. Процедура за слънчев удар:

• преместете лицето от зоната, изложена на пряка слънчева светлина, на хладно място;
• легнете по гръб и повдигнете краката си на високо, за да нормализирате кръвообращението;
• изплакнете лицето и шията с хладка вода, за предпочитане направете компрес на челото;
• осигурете възможност да дишате свободно и да се отървете от тесни дрехи;
• Дайте да изпиете малко количество чиста студена вода в рамките на половин час.

В тежки случаи, в случай на загуба на съзнание, е необходимо да се обадите на линейка и, ако е възможно, да доведете жертвата до себе си. Медицинските грижи за пациента се състоят в спешно приложение на глюкоза или аскорбинова киселина интравенозно.

Правила за безопасен тен

UV лъчите стимулират синтеза на специален хормон меланин, с помощта на който човешката кожа потъмнява и придобива бронзов оттенък. Дебатите за ползите и вредите от солариума се водят от десетилетия.

Доказано е, че тенът е защитна реакция на организма към ултравиолетовото лъчение, а прекомерното излагане на слънце увеличава риска от злокачествени тумори.

Ако надделява желанието да отдадете почит на модата, трябва да разберете какво е слънчевата радиация, как да се предпазите от нея и да следвате прости препоръки:

• правете слънчеви бани постепенно изключително сутрин или вечер;
• не оставайте на пряка слънчева светлина повече от час;
• нанесете защитни средства върху кожата;
• пийте повече чиста вода, за да избегнете дехидратация;
• включете в диетата си храни, които съдържат витамин Е, бета-каротин, тирозин и селен;
• ограничаване на консумацията на алкохолни напитки.

Реакцията на организма към ултравиолетовото лъчение е индивидуална, така че времето за слънчеви бани и продължителността им трябва да се избират, като се вземат предвид типа кожа и здравословното състояние на човека.

Солариумът е изключително противопоказен за бременни жени, възрастни хора, хора с кожни заболявания, сърдечна недостатъчност, психични разстройства и наличие на злокачествени тумори.