Struktura i elektromagnetsko zračenje Sunca. Sunčevo zračenje ili ionizirajuće zračenje sunca

Sunce je izvor svjetlosti i topline koji su potrebni cijelom životu na Zemlji. Ali osim fotona svjetlosti, emitira jako ionizirajuće zračenje, koje se sastoji od jezgri i protona helija. Zašto se ovo događa?

Uzroci sunčevog zračenja

Sunčevo zračenje nastaje danju tijekom kromosferskih baklji – divovskih eksplozija koje se događaju u Sunčevoj atmosferi. Dio sunčeve tvari izbacuje se u svemir, tvoreći kozmičke zrake, koje se uglavnom sastoje od protona i male količine jezgri helija. Ove nabijene čestice stižu do Zemljine površine 15-20 minuta nakon što Sunčeva baklja postane vidljiva.

Zrak prekida primarno kozmičko zračenje, stvarajući kaskadni nuklearni pljusak, koji blijedi sa smanjenjem visine. U tom slučaju rađaju se nove čestice - pioni, koji se raspadaju i pretvaraju u mione. Prodiru u niže slojeve atmosfere i padaju na tlo, ukopavajući se do 1500 metara dubine. Upravo su mioni odgovorni za nastanak sekundarnog kozmičkog zračenja i prirodnog zračenja koje djeluje na čovjeka.

Spektar sunčevog zračenja

Spektar sunčevog zračenja uključuje i kratkovalna i dugovalna područja:

• gama zrake;
• rendgensko zračenje;
• UV zračenje;
• vidljivo svjetlo;
• infracrveno zračenje.

Preko 95% sunčevog zračenja pada na područje "optičkog prozora" - vidljivog dijela spektra sa susjednim područjima ultraljubičastih i infracrvenih valova. Prolaskom kroz slojeve atmosfere djelovanje sunčevih zraka slabi – sve ionizirajuće zračenje, x-zrake i gotovo 98% ultraljubičastih zadržava zemljina atmosfera. Gotovo bez gubitaka, vidljiva svjetlost i infracrveno zračenje dopiru do zemlje, iako ih djelomično apsorbiraju i molekule plina i čestice prašine u zraku.

S tim u vezi, sunčevo zračenje ne dovodi do zamjetnog povećanja radioaktivnog zračenja na površini Zemlje. Doprinos Sunca, zajedno s kozmičkim zrakama, stvaranju ukupne godišnje doze zračenja iznosi samo 0,3 mSv/god. Ali ovo je prosječna vrijednost, zapravo, razina zračenja koja pada na tlo je različita i ovisi o geografskom položaju područja.

Gdje je sunčevo ionizirajuće zračenje jače?

Najveća snaga kozmičkih zraka fiksirana je na polovima, a najmanja - na ekvatoru. To je zbog činjenice da Zemljino magnetsko polje odbija nabijene čestice koje padaju iz svemira prema polovima. Osim toga, zračenje se povećava s visinom - na nadmorskoj visini od 10 kilometara njegova brojka raste 20-25 puta. Stanovnici visokih planina izloženi su aktivnom djelovanju većih doza sunčevog zračenja, budući da je atmosfera u planinama tanja i lakše je probijaju gama kvanti i elementarne čestice koje dolaze sa Sunca.

Važno. Razina zračenja do 0,3 mSv/h nema ozbiljnijeg utjecaja, no kod doze od 1,2 µSv/h preporuča se napustiti područje, a u slučaju nužde ostati na njegovom području najviše šest mjeseci . Ako su očitanja udvostručena, ograničite svoj boravak u ovom području na tri mjeseca.

Ako je iznad razine mora godišnja doza kozmičkog zračenja 0,3 mSv / godina, tada se s porastom visine svakih stotinu metara ta brojka povećava za 0,03 mSv / godina. Nakon malih izračuna možemo zaključiti da će tjedni odmor u planinama na nadmorskoj visini od 2000 metara dati izloženost od 1 mSv / godišnje i osigurati gotovo polovicu ukupne godišnje norme (2,4 mSv / godišnje).

Ispostavilo se da stanovnici planina primaju godišnju dozu zračenja višestruko veću od norme, te bi trebali patiti od leukemije i raka češće nego ljudi koji žive u ravnicama. Zapravo nije. Naprotiv, niža smrtnost od ovih bolesti bilježi se u planinskim predjelima, a dio stanovništva su dugovječni. To potvrđuje činjenicu da dugi boravak na mjestima visoke aktivnosti zračenja nema negativan utjecaj na ljudsko tijelo.

Sunčeve baklje – velika opasnost od zračenja

Baklje na Suncu velika su opasnost za ljude i cijeli život na Zemlji, budući da gustoća toka sunčevog zračenja može tisuću puta premašiti uobičajenu razinu kozmičkog zračenja. Tako je izvrsni sovjetski znanstvenik A. L. Chizhevsky povezao razdoblja stvaranja sunčevih pjega s epidemijama tifusa (1883.-1917.) i kolere (1823.-1923.) u Rusiji. Na temelju grafikona koje je izradio još je 1930. predvidio pojavu opsežne pandemije kolere 1960.-1962., koja je započela u Indoneziji 1961., a zatim se brzo proširila na druge zemlje Azije, Afrike i Europe.

Danas su prikupljeni brojni podaci koji svjedoče o povezanosti jedanaestogodišnjih ciklusa sunčeve aktivnosti s izbijanjem bolesti, kao i s masovnim migracijama i sezonama brzog razmnožavanja insekata, sisavaca i virusa. Hematolozi su otkrili povećanje broja srčanih i moždanih udara u razdobljima maksimalne sunčeve aktivnosti. Takva statistika je zbog činjenice da u ovom trenutku ljudi imaju povećano zgrušavanje krvi, a budući da je kod pacijenata sa srčanim bolestima kompenzatorna aktivnost depresivna, dolazi do kvarova u njegovom radu, do nekroze srčanog tkiva i krvarenja u mozgu.

Velike solarne baklje ne događaju se tako često - jednom u 4 godine. U to vrijeme povećava se broj i veličina pjega, u solarnoj koroni nastaju snažne koronalne zrake koje se sastoje od protona i male količine alfa čestica. Svoj najsnažniji tok astrolozi su zabilježili 1956. godine, kada se gustoća kozmičkog zračenja na zemljinoj površini povećala 4 puta. Još jedna posljedica takve sunčeve aktivnosti bila je polarna svjetlost, zabilježena u Moskvi i Moskovskoj regiji 2000. godine.

Kako se zaštititi?

Naravno, povećano pozadinsko zračenje u planinama nije razlog za odbijanje izleta u planine. Istina, vrijedi razmisliti o sigurnosnim mjerama i krenuti na putovanje s prijenosnim radiometrom, koji će pomoći u kontroli razine zračenja i, ako je potrebno, ograničiti vrijeme provedeno u opasnim područjima. U području gdje brojilo pokazuje vrijednost ionizirajućeg zračenja od 7 μSv/h ne smijete boraviti duže od mjesec dana.

Govoreći o utjecaju sunca na ljudski organizam, nemoguće je točno odrediti kakvu štetu ili korist donosi. Sunčeve zrake su poput kilokalorija iz hrane.. Njihov nedostatak dovodi do pothranjenosti, a u višku uzrokuju pretilost. Tako je i u ovoj situaciji. U umjerenim količinama sunčevo zračenje blagotvorno djeluje na organizam, dok višak ultraljubičastog zračenja izaziva opekline i razvoj brojnih bolesti. Pogledajmo pobliže.

Sunčevo zračenje: opći učinak na organizam

Sunčevo zračenje je kombinacija ultraljubičastih i infracrvenih valova.. Svaka od ovih komponenti utječe na tijelo na svoj način.

Utjecaj infracrvenog zračenja:

1. Glavna značajka infracrvenih zraka je toplinski učinak koji stvaraju. Zagrijavanje tijela doprinosi širenju krvnih žila i normalizaciji cirkulacije krvi.
2. Zagrijavanje ima opuštajući učinak na mišiće, pružajući blagi protuupalni i analgetski učinak.
3. Pod utjecajem topline povećava se metabolizam, normaliziraju se procesi asimilacije biološki aktivnih komponenti.
4. Infracrveno zračenje sunca stimulira mozak i vizualni aparat.
5. Zahvaljujući sunčevom zračenju sinkroniziraju se biološki ritmovi tijela, pokreću se načini spavanja i budnosti.
6. Tretman sunčevom toplinom poboljšava stanje kože, ublažava akne.
7. Topla svjetlost podiže raspoloženje i poboljšava emocionalnu pozadinu osobe.
8. A prema nedavnim studijama, također poboljšava kvalitetu sperme kod muškaraca.

Unatoč svim raspravama o negativnim učincima ultraljubičastog zračenja na tijelo, njegov nedostatak može dovesti do ozbiljnih zdravstvenih problema. To je jedan od vitalnih faktora postojanja. A u uvjetima nedostatka ultraljubičastog zračenja u tijelu počinju se događati sljedeće promjene:

1. Prije svega, slabi imunitet. To je uzrokovano kršenjem apsorpcije vitamina i minerala, kvarom u metabolizmu na staničnoj razini.
2. Postoji sklonost razvoju novih ili pogoršanju kroničnih bolesti, koje se najčešće javljaju s komplikacijama.
3. Primjećuje se letargija, sindrom kroničnog umora, smanjuje se razina radne sposobnosti.
4. Nedostatak ultraljubičastog svjetla kod djece ometa proizvodnju vitamina D i izaziva smanjenje rasta.

Međutim, morate shvatiti da prekomjerna solarna aktivnost neće imati koristi za tijelo!

Kontraindikacije za sunčanje

Unatoč svim dobrobitima sunčeve svjetlosti za tijelo, ne može si svatko priuštiti uživanje u toplim zrakama. Kontraindikacije uključuju:

• akutni upalni procesi;
• tumori, bez obzira na njihovu lokaciju;
• progresivna tuberkuloza;
• angina pektoris, ishemijska bolest;
• endokrine patologije;
• oštećenje živčanog sustava;
• disfunkcija štitnjače i nadbubrežne žlijezde;
• dijabetes;
• mastopatija;
• fibroidi maternice;
• trudnoća;
• razdoblje oporavka nakon operacije.

U svim slučajevima aktivno zračenje će pogoršati tijek bolesti, izazivajući razvoj novih komplikacija..

Nemojte se uključiti u sunce i starije osobe, dojenčad. Za ove kategorije stanovništva indicirano je liječenje sunčevim zrakama u hladu. Tamo će biti dovoljna potrebna doza sigurne topline.

Priče naših čitatelja

Vladimire
61 godina star

Posude redovno čistim svake godine. Počeo sam to raditi kad sam napunio 30, jer je pritisak bio vražji. Doktori su samo slegnuli ramenima. Morao sam se sam brinuti za svoje zdravlje. Probao sam mnogo različitih načina, ali ovaj mi je najbolji...
Više >>>

Negativan utjecaj sunca

Vrijeme izlaganja infracrvenim i ultraljubičastim valovima mora biti strogo ograničeno. U višku sunčevog zračenja:

• može izazvati pogoršanje općeg stanja tijela (tzv. toplinski udar zbog pregrijavanja);
• negativno utječe na kožu, uzrokujući trajne promjene;
• pogoršava vid;
• izaziva hormonske poremećaje u tijelu;
• može izazvati razvoj alergijskih reakcija.

Tako da sati ležanja na plaži u razdobljima maksimalne sunčeve aktivnosti uzrokuju ogromnu štetu organizmu.

Da biste dobili potrebnu porciju svjetlosti, dovoljna je dvadesetak minuta šetnje po sunčanom danu.

Učinak sunca na kožu

Pretjerano sunčevo zračenje dovodi do ozbiljnih problema s kožom. Kratkoročno, riskirate dobiti opekline ili dermatitis. Ovo je najmanji problem s kojim se možete suočiti kada se po vrućem danu zanesete preplanulošću. Ako se takva situacija ponavlja sa zavidnom redovitošću, zračenje sunca bit će poticaj za nastanak malignih tvorevina na koži, melanoma.

Osim toga, UV zračenje isušuje kožu, čineći je tanjom i osjetljivijom. A stalna izloženost izravnim zrakama ubrzava proces starenja, izazivajući pojavu ranih bora.

Kako biste se zaštitili od negativnih učinaka sunčevog zračenja, dovoljno je pridržavati se jednostavnih sigurnosnih mjera:

1. Ljeti svakako koristite kremu za sunčanje? Nanesite ga na sve izložene dijelove tijela, uključujući lice, ruke, noge i dekolte. Oznaka SPF na pakiranju ista je UV zaštita. A njegov stupanj ovisit će o broju navedenom u blizini kratice. Za odlazak u trgovinu prikladna je kozmetika s razinom SPF 15 ili SPF 20. Ako planirate provesti vrijeme na plaži, koristite posebne proizvode s višim stopama. Za dječju kožu prikladna je krema s maksimalnom zaštitom SPF 50.
2. Ako morate biti duže vrijeme na otvorenom pri maksimalnom intenzitetu sunčeve svjetlosti, nosite odjeću od laganih tkanina s dugim rukavima. Obavezno nosite šešir širokog oboda kako biste sakrili nježnu kožu lica.
3. Kontrolirajte trajanje sunčanja. Preporučeno vrijeme je 15-20 minuta. Ako ste dulje vani, pokušajte se skloniti od izravne sunčeve svjetlosti.

I zapamtite da ljeti sunčevo zračenje djeluje na kožu u bilo koje doba dana, osim noćnih sati. Možda nećete osjetiti očitu toplinu od infracrvenih valova, ali ultraljubičasto ostaje visoko aktivno, kako ujutro tako i poslijepodne.

Negativan učinak na vid

Utjecaj sunčeve svjetlosti na vidni aparat je ogroman. Uostalom, zahvaljujući svjetlosnim zrakama, primamo informacije o svijetu oko nas. Umjetna rasvjeta u određenoj mjeri može postati alternativa prirodnoj svjetlosti, ali u uvjetima čitanja i pisanja uz lampu povećava se naprezanje očiju.

Govoreći o negativnom utjecaju sunčeve svjetlosti na osobu i vid, misli se na oštećenje očiju tijekom dugotrajnog izlaganja suncu bez sunčanih naočala.

Od neugodnih osjeta s kojima se možete susresti, može se izdvojiti rezna bol u očima, njihovo crvenilo, fotofobija. Najozbiljnija lezija je opeklina mrežnice.. Također je moguće suhoća kože kapaka, stvaranje malih bora.

1. Nosite sunčane naočale. Prilikom kupnje prije svega obratite pozornost na stupanj zaštite. Modeli slike često malo zaklanjaju svjetlost, ali ne sprječavaju prodor ultraljubičastog zračenja. Stoga se preporuča odložiti svijetli okvir i odlučiti se za kvalitetne leće.
2. Pazite da izravne zrake ne padnu na vaše lice. Ostanite u hladu, nosite šešir, kapu ili drugo pokrivalo za glavu sa šiltom.
3. Ne gledaj u sunce. Ako ne osjećate nelagodu, to ne znači sigurnost ovog pothvata. Čak i zimsko sunce ima dovoljno aktivnosti da izazove probleme s vidom.

Postoji li sigurno doba godine

Korištenje sunčevog zračenja kao liječenja uobičajena je praksa. Ta ultraljubičasta, ta toplina spada u kategoriju jakih iritansa. A zlouporaba tih pogodnosti može zaraditi ozbiljne probleme.

Opekline od sunca su proizvodnja melanina. I da budemo precizniji, zaštitna reakcija kože na iritant.

Je li zračenje sunca toliko opasno u bilo koje doba godine? Teško je dati definitivan odgovor na ovo pitanje. Sve će ovisiti ne toliko o sezoni koliko o geografskom položaju. Dakle, u srednjim geografskim širinama, aktivnost sunčevog zračenja se ljeti povećava za 25-35%. Stoga se preporuke o boravku vani na vedrom danu odnose samo na vruću sezonu. Zimi stanovnicima ovih krajeva ne prijeti ultraljubičasto zračenje.

Ali stanovnici ekvatora suočavaju se s izravnom sunčevom svjetlošću tijekom cijele godine. Stoga je vjerojatnost negativnog utjecaja na tijelo prisutna i ljeti i zimi. Stanovnici sjevernih geografskih širina u tom su pogledu bili sretniji. Uostalom, s udaljenošću od ekvatora mijenja se upadni kut sunčevih zraka na Zemlju, a time i aktivnost zračenja. Povećava se duljina toplinskog vala, a istodobno se smanjuje količina topline (gubitak energije). Stoga je zima tijekom cijele godine, jer površina zemlje nema dovoljno topline da se zagrije.

Sunčevo zračenje je prijatelj našeg tijela. Ali nemojte zlorabiti ovo prijateljstvo. U suprotnom, posljedice mogu biti najozbiljnije. Samo uživajte u toplini ne zaboravljajući mjere opreza.

kratkovalno zračenje sunca

Ultraljubičasto i X-zrake uglavnom dolaze iz gornjih slojeva kromosfere i korone. To je utvrđeno lansiranjem raketa s instrumentima za vrijeme pomrčine Sunca. Vrlo vruća sunčeva atmosfera uvijek emitira nevidljivo kratkovalno zračenje, ali ono je posebno snažno u godinama maksimalne sunčeve aktivnosti. U to vrijeme ultraljubičasto zračenje raste oko dva puta, a rendgensko zračenje desetke i stotine puta u odnosu na zračenje u godinama minimuma. Intenzitet kratkovalnog zračenja varira iz dana u dan, naglo se povećava kada se pojave baklje.

Ultraljubičasto i rendgensko zračenje djelomično ioniziraju slojeve zemljine atmosfere, tvoreći ionosferu na visinama od 200-500 km od površine Zemlje. Ionosfera ima važnu ulogu u provedbi radiokomunikacija velikog dometa: radiovalovi koji dolaze iz radio odašiljača, prije nego što dođu do prijemne antene, opetovano se reflektiraju od ionosfere i površine Zemlje. Stanje ionosfere varira ovisno o uvjetima njenog osvjetljenja Suncem i o pojavama koje se na njoj događaju. Stoga, kako bi se osigurala stabilna radio komunikacija, potrebno je uzeti u obzir doba dana, godišnje doba i stanje sunčeve aktivnosti. Nakon najsnažnijih Sunčevih baklji, povećava se broj ioniziranih atoma u ionosferi i radiovalovi su djelomično ili potpuno apsorbirani. To dovodi do pogoršanja, pa čak i do privremenog prekida radijske komunikacije.

Znanstvenici posebnu pozornost posvećuju proučavanju ozonskog omotača u zemljinoj atmosferi. Ozon nastaje kao rezultat fotokemijskih reakcija (apsorpcije svjetlosti od strane molekula kisika) u stratosferi, gdje se i koncentrira. Ukupno se u zemljinoj atmosferi nalazi otprilike 3 10 9 tona ozona. To je vrlo malo: debljina čistog ozonskog omotača u blizini površine Zemlje ne bi premašila 3 mm! No uloga ozonskog omotača, koji se proteže na visini od nekoliko desetaka kilometara iznad Zemljine površine, iznimno je velika, jer štiti sva živa bića od djelovanja opasnog kratkovalnog (i prije svega ultraljubičastog) zračenja. od sunca. Sadržaj ozona nije konstantan na različitim geografskim širinama iu različita doba godine. Može se smanjiti (ponekad vrlo značajno) kao rezultat različitih procesa. Tome mogu pridonijeti, primjerice, emisije velikih količina tvari koje sadrže klor koje oštećuju ozonski omotač industrijskog podrijetla ili emisije aerosola u atmosferu, kao i emisije koje prate vulkanske erupcije. Područja naglog smanjenja razine ozona ("ozonske rupe") pronađena su u različitim regijama našeg planeta, ne samo nad Antarktikom i nizom drugih područja južne Zemljine hemisfere, već i nad sjevernom hemisferom. Godine 1992. počela su se pojavljivati ​​alarmantna izvješća o privremenom smanjenju ozonskog omotača iznad sjeverne europske Rusije i smanjenju ozona iznad Moskve i St. Petersburga. Znanstvenici, shvaćajući globalnu prirodu problema, organiziraju istraživanja okoliša na globalnoj razini, uključujući prvenstveno globalni sustav kontinuiranog praćenja stanja ozonskog omotača. Razvijeni su i potpisani međunarodni sporazumi za zaštitu ozonskog omotača i ograničavanje proizvodnje tvari koje oštećuju ozonski omotač.

Sunčeva radio emisija

Sustavno proučavanje radijskog zračenja Sunca počelo je tek nakon Drugog svjetskog rata, kada je otkriveno da je Sunce snažan izvor radio zračenja. U međuplanetarni prostor prodiru radio valovi, koje emitiraju kromosfera (centimetarski valovi) i korona (decimetarski i metarski valovi). Ova radio emisija dopire do Zemlje. Radioemisija Sunca ima dvije komponente - stalnu, gotovo nepromijenjenog intenziteta, i promjenjivu (rafali, "bučne oluje").

Radioemisija tihog Sunca objašnjava se činjenicom da vruća sunčeva plazma uvijek emitira radio valove zajedno s elektromagnetskim oscilacijama drugih valnih duljina (termalna radioemisija). Tijekom velikih baklji, radioemisija Sunca se povećava tisućama, pa čak i milijunima puta u usporedbi s radio emisijom tihog Sunca. Ova radio emisija, generirana brzim nestacionarnim procesima, nema toplinsku prirodu.

Korpuskularno zračenje Sunca

Brojni geofizički fenomeni (magnetske oluje, tj. kratkotrajne promjene Zemljinog magnetskog polja, aurore i sl.) također su povezani sa Sunčevom aktivnošću. Ali ti se fenomeni događaju dan nakon sunčevih baklji. Oni nisu uzrokovani elektromagnetskim zračenjem koje do Zemlje stiže za 8,3 minute, već korpuskulama (protoni i elektroni koji tvore razrijeđenu plazmu), koje prodiru u svemir blizu Zemlje sa zakašnjenjem (za 1-2 dana), jer se kreću brzinama od 400 - 1000 km/c.

Sunce emitira korpuskule čak i kada na njemu nema bljeskova i pjega. Sunčeva korona je izvor stalnog istjecanja plazme (solarnog vjetra) koji se događa u svim smjerovima. Sunčev vjetar, stvoren koronom koja se neprestano širi, obavija planete koji se kreću blizu Sunca i . Baklje su popraćene "naletima" solarnog vjetra. Pokusi na međuplanetarnim postajama i umjetnim Zemljinim satelitima omogućili su izravno detektiranje sunčevog vjetra u međuplanetarnom prostoru. Tijekom baklji i tijekom mirnog protoka Sunčevog vjetra, ne samo korpuskule, već i magnetsko polje povezano s plazmom koja se kreće prodiru u međuplanetarni prostor.

Intenzitet sunčeve svjetlosti koja dopire do Zemlje ovisi o dobu dana, godini, lokaciji i vremenskim uvjetima. Ukupna količina energije izračunata po danu ili godini naziva se iradijacija (ili na drugi način "dolazak sunčevog zračenja") i pokazuje koliko je sunčevo zračenje bilo jako. Zračenje se mjeri u W*h/m² po danu ili drugom razdoblju.

Intenzitet sunčevog zračenja u slobodnom prostoru na udaljenosti koja je jednaka prosječnoj udaljenosti između Zemlje i Sunca naziva se solarna konstanta. Njegova vrijednost je 1353 W / m². Pri prolasku kroz atmosferu sunčeva svjetlost prigušuje se uglavnom zbog apsorpcije infracrvenog zračenja vodenom parom, ultraljubičastog zračenja ozonom i raspršivanjem zračenja česticama atmosferske prašine i aerosolima. Pokazatelj utjecaja atmosfere na intenzitet sunčevog zračenja koje dopire do površine zemlje naziva se "zračna masa" (AM). AM se definira kao sekans kuta između Sunca i zenita.

Slika 1. prikazuje spektralnu distribuciju intenziteta sunčevog zračenja u različitim uvjetima. Gornja krivulja (AM0) odgovara sunčevom spektru izvan Zemljine atmosfere (na primjer, u svemirskoj letjelici), tj. pri nultoj zračnoj masi. Ona je aproksimirana distribucijom intenziteta zračenja crnog tijela na temperaturi od 5800 K. Krivulje AM1 i AM2 ilustriraju spektralnu distribuciju sunčevog zračenja na površini Zemlje kada je Sunce u zenitu i pod kutom između Sunca i zenita. od 60°, odnosno. U ovom slučaju, ukupna snaga zračenja je oko 925 odnosno 691 W / m². Prosječni intenzitet zračenja na Zemlji približno se podudara s intenzitetom zračenja pri AM=1,5 (Sunce je pod kutom od 45° prema horizontu).

U blizini površine Zemlje može se uzeti prosječna vrijednost intenziteta sunčevog zračenja od 635 W/m². Za vrlo vedrog sunčanog dana, ova vrijednost se kreće od 950 W/m² do 1220 W/m². Prosječna vrijednost je oko 1000 W / m². Primjer: Ukupni intenzitet zračenja u Zürichu (47°30′ N, 400 m nadmorske visine) na površini okomitoj na zračenje: 1. svibnja u 12:00 sati 1080 W/m²; 21. prosinca u 12:00 sati 930 W/m².

Kako bismo pojednostavili izračun sunčeve energije, ona se obično izražava u satima sijanja sunca s intenzitetom od 1000 W/m². Oni. 1 sat odgovara dolasku sunčevog zračenja od 1000 W*h/m². To otprilike odgovara razdoblju kada sunce ljeti sija usred sunčanog dana bez oblaka na površini okomitoj na sunčeve zrake.

Primjer
Jarko sunce sija intenzitetom od 1000 W/m² na površinu okomitu na sunčeve zrake. Za 1 sat na 1 m² otpada 1 kWh energije (energija je jednaka umnošku snage i vremena). Slično tome, prosječni solarni unos od 5 kWh/m² dnevno odgovara 5 vršnih sunčanih sati dnevno. Ne brkajte vršne sate sa stvarnim dnevnim satima. Tijekom dana sunce sija različitim intenzitetom, ali ukupno daje jednaku količinu energije kao da je 5 sati sjalo maksimalnim intenzitetom. Upravo se vršni sunčani sati koriste u izračunima solarnih elektrana.

Dolazak sunčevog zračenja varira tijekom dana i od mjesta do mjesta, posebno u planinskim područjima. Zračenje u prosjeku varira od 1000 kWh/m² godišnje za zemlje sjeverne Europe, do 2000-2500 kWh/m² godišnje za pustinje. Vremenski uvjeti i deklinacija sunca (koja ovisi o geografskoj širini područja) također dovodi do razlika u dolasku sunčevog zračenja.

U Rusiji, suprotno uvriježenom mišljenju, postoji mnogo mjesta gdje je isplativo pretvoriti sunčevu energiju u električnu. Ispod je karta izvora solarne energije u Rusiji. Kao što vidite, u većini Rusije može se uspješno koristiti u sezonskom načinu rada, au područjima s više od 2000 sunčanih sati godišnje - tijekom cijele godine. Naravno, zimi je proizvodnja energije pomoću solarnih panela značajno smanjena, ali ipak cijena električne energije iz solarne elektrane ostaje znatno niža nego iz dizelskog ili benzinskog generatora.

Posebno je korisno koristiti tamo gdje nema centraliziranih električnih mreža, a opskrbu energijom osiguravaju dizel generatori. A takvih regija u Rusiji ima puno.

Štoviše, čak i tamo gdje postoje mreže, korištenje solarnih panela koji rade paralelno s mrežom može značajno smanjiti troškove energije. Uz trenutni trend povećanja tarifa ruskih prirodnih energetskih monopola, postavljanje solarnih panela postaje pametno ulaganje.

Što je Sunce? U mjerilu vidljivog svemira, ovo je samo sićušna zvijezda na rubu galaksije, koja se zove Mliječni put. Ali za planet Zemlju Sunce nije samo vruća hrpa plina, već izvor topline i svjetlosti nužan za postojanje cjelokupnog života.

Još od prapovijesti dnevno je svjetlo bilo predmet obožavanja, njegovo kretanje po nebeskom svodu povezivalo se s očitovanjem božanskih moći. Proučavanja Sunca i njegovog zračenja počela su i prije usvajanja heliocentričnog modela Nikole Kopernika, a najveći umovi starih civilizacija zagonetali su njegove zagonetke.

Tehnološki napredak dao je čovječanstvu priliku da proučava ne samo procese unutar i na površini Sunca, već i promjene u Zemljinoj klimi pod njegovim utjecajem. Statistički podaci omogućuju nam dati jasan odgovor na pitanje što je Sunčevo zračenje, kako se ono mjeri te utvrditi njegov utjecaj na žive organizme koji obitavaju na planetu.

Ono što se naziva sunčevo zračenje

Priroda sunčevog zračenja ostala je nejasna sve dok početkom 20. stoljeća ugledni astronom Arthur Eddington nije sugerirao da su izvor kolosalne sunčeve energije reakcije termonuklearne fuzije koje se odvijaju u njegovim dubinama. Temperatura u blizini njegove jezgre (oko 15 milijuna stupnjeva) dovoljna je da protoni svladaju silu međusobnog odbijanja i, kao rezultat sudara, formiraju jezgre helija.

Kasnije su znanstvenici (osobito Albert Einstein) otkrili da je masa helijeve jezgre nešto manja od ukupne mase četiri protona od kojih je formirana. Taj se fenomen naziva defekt mase. Nakon praćenja odnosa između mase i energije, znanstvenici su otkrili da se taj višak oslobađa u obliku gama kvanta.

Prolaskom puta od jezgre do površine Sunca kroz slojeve njegovih sastavnih plinova, gama kvanti se drobe i pretvaraju u elektromagnetske valove, među kojima je i svjetlo vidljivo ljudskom oku. Ovaj proces traje oko 10 milijuna godina. A potrebno mu je samo 8 minuta da dosegne sunčevo zračenje zemljine površine.

Sunčevo zračenje uključuje elektromagnetske valove širokog raspona i solarni vjetar, koji je tok svjetlosnih čestica i elektrona.

Koje su vrste sunčevog zračenja i njegove karakteristike

Na granici Zemljine atmosfere intenzitet sunčevog zračenja je stalna vrijednost. Energija Sunca je diskretna i prenosi se u dijelovima (kvantima) energije, ali je njihov korpuskularni doprinos relativno mali, pa se Sunčeve zrake smatraju elektromagnetskim valovima koji se šire ravnomjerno i pravocrtno.

Glavna karakteristika vala je valna duljina, po kojoj se razlikuju vrste zračenja:

• Radio valovi;
• infracrveni (toplinski);
• vidljiva (bijela) svjetlost;
• ultraljubičasto;
• gama zrake.

Sunčevo zračenje zastupljeno je infracrvenim (IR), vidljivim (VS) i ultraljubičastim (UV) zračenjem u omjeru 52%, 43% odnosno 5%. Kvantitativnom mjerom sunčevog zračenja smatra se energetska rasvijetljenost (gustoća toka energije) - energija zračenja koja dolazi u jedinici vremena na jedinicu površine.

Raspodjela sunčevog zračenja po zemljinoj površini

Najveći dio zračenja apsorbira zemljina atmosfera i zagrijava je do temperature uobičajene za žive organizme. Ozonski omotač propušta samo 1% ultraljubičastih zraka i služi kao štit od agresivnijeg kratkovalnog zračenja.

Atmosfera apsorbira oko 20% sunčevih zraka, raspršuje 30% u različitim smjerovima. Dakle, samo polovica energije zračenja, koja se naziva izravnim sunčevim zračenjem, dopire do površine zemlje.

Nekoliko čimbenika utječe na intenzitet izravnog sunčevog zračenja:

• upadni kut sunčevih zraka (zemljopisna širina);
• udaljenost od točke udara do Sunca (godišnja doba);
• priroda reflektirajuće površine;
• prozirnost atmosfere (naoblaka, zagađenost).

Raspršeno i izravno zračenje čini ukupno Sunčevo zračenje, čiji se intenzitet mjeri u kalorijama po jedinici površine. Jasno je da sunčevo zračenje djeluje samo danju i da je neravnomjerno raspoređeno po zemljinoj površini. Njegov intenzitet raste kako se približava polovima, međutim snijeg reflektira veliki dio energije zračenja, zbog čega se zrak ne zagrijava. Stoga se ukupni pokazatelj smanjuje kako se udaljavate od ekvatora.

Sunčeva aktivnost oblikuje klimu na Zemlji i utječe na životne procese organizama koji je nastanjuju. Na području zemalja ZND-a (na sjevernoj hemisferi) zimi prevladava difuzno zračenje, a ljeti izravno zračenje.

Infracrveno zračenje i njegova uloga u životu čovječanstva

Sunčevo zračenje je uglavnom nevidljivo ljudskom oku. To je ono što zagrijava zemljino tlo, koje potom odaje toplinu atmosferi. Dakle, temperatura i uobičajeni klimatski uvjeti su optimalni za život na Zemlji.

Osim Sunca, sva zagrijana tijela su izvori infracrvenog zračenja. Na ovom principu rade svi grijaći uređaji i uređaji koji vam omogućuju da vidite više ili manje zagrijane predmete u uvjetima slabe vidljivosti.

Činjenica da osoba nije u stanju percipirati infracrveno svjetlo ne umanjuje njegov učinak na tijelo. Ova vrsta zračenja našla je primjenu u medicini zbog sljedećih svojstava:

• širenje krvnih žila, normalizacija protoka krvi;
• povećanje broja leukocita;
• liječenje kroničnih i akutnih upala unutarnjih organa;
• prevencija kožnih bolesti;
• uklanjanje koloidnih ožiljaka, liječenje rana koje ne zacjeljuju.

Infracrveni termografi omogućuju pravovremeno otkrivanje bolesti koje se ne mogu dijagnosticirati drugim metodama (krvni ugrušci, kancerogeni tumori itd.). Infracrveno zračenje je svojevrsni "protuotrov" protiv negativnog ultraljubičastog zračenja, stoga se njegova ljekovita svojstva koriste za vraćanje zdravlja ljudima koji su dugo boravili u svemiru.

Mehanizam djelovanja infracrvenih zraka nije u potpunosti razjašnjen i, kao i svaka vrsta zračenja, ako se koriste nepravilno, mogu biti štetni za ljudsko zdravlje. Liječenje infracrvenim zrakama je kontraindicirano u prisutnosti gnojnih upala, krvarenja, malignih tumora, insuficijencije cerebralne cirkulacije i kardiovaskularnog sustava.

Spektralni sastav i svojstva vidljive svjetlosti

Svjetlosni snopovi šire se pravocrtno i ne preklapaju se, što postavlja pitanje zašto svijet oko nas šara raznim nijansama. Tajna je u osnovnim svojstvima svjetlosti: refleksiji, lomu i apsorpciji.

Pouzdano je poznato da objekti ne emitiraju svjetlost, oni je djelomično apsorbiraju i reflektiraju pod različitim kutovima ovisno o frekvenciji. Ljudski vid se razvijao stoljećima, ali mrežnica oka može percipirati samo ograničeni raspon reflektirane svjetlosti u uskom procjepu između infracrvenog i ultraljubičastog zračenja.

Proučavanje svojstava svjetlosti dovelo je ne samo do zasebne grane fizike, već i do niza neznanstvenih teorija i praksi koje se temelje na utjecaju boje na mentalno i fizičko stanje pojedinca. Koristeći ovo znanje, osoba ukrašava okolni prostor u najugodnijoj boji za oči, što čini život što ugodnijim.

Ultraljubičasto zračenje i njegov učinak na ljudski organizam

Ultraljubičasti spektar sunčeve svjetlosti sastoji se od dugih, srednjih i kratkih valova, koji se razlikuju po fizičkim svojstvima i prirodi utjecaja na žive organizme. Ultraljubičaste zrake, koje pripadaju dugovalnom spektru, uglavnom se raspršuju u atmosferi i ne dopiru do Zemljine površine. Što je valna duljina kraća, ultraljubičasto zračenje dublje prodire u kožu.

Ultraljubičasto zračenje neophodno je za održavanje života na Zemlji. UV zrake imaju sljedeće učinke na ljudski organizam:

• zasićenje vitaminom D, potrebnim za formiranje koštanog tkiva;
• prevencija osteohondroze i rahitisa kod djece;
• normalizacija metaboličkih procesa i sinteza korisnih enzima;
• aktivacija regeneracije tkiva;
• poboljšanje cirkulacije krvi, širenje krvnih žila;
• povećan imunitet;
• uklanjanje živčanog uzbuđenja poticanjem proizvodnje endorfina.

Unatoč dugom popisu pozitivnih svojstava, sunčanje nije uvijek učinkovito. Dugotrajno izlaganje suncu u nepovoljnim vremenima ili tijekom razdoblja abnormalno visoke solarne aktivnosti poništava blagotvorna svojstva UV zraka.

Ultraljubičasto zračenje u visokim dozama ima suprotan rezultat od očekivanog:

• eritem (crvenilo kože) i opekline od sunca;
• hiperemija, natečenost;
• povećanje tjelesne temperature;
• glavobolja;
• disfunkcija imunološkog i središnjeg živčanog sustava;
• gubitak apetita, mučnina, povraćanje.

Ovi znakovi su simptomi sunčanice, pri čemu pogoršanje stanja osobe može nastupiti neprimjetno. Postupak kod sunčanice:

• premjestiti osobu iz područja izloženog izravnoj sunčevoj svjetlosti na hladno mjesto;
• stavite na leđa i podignite noge na visinu kako biste normalizirali cirkulaciju krvi;
• isperite lice i vrat hladnom vodom, po mogućnosti napravite oblog na čelo;
• pružiti priliku za slobodno disanje i osloboditi se uske odjeće;
• pola sata popijte malu količinu čiste hladne vode.

U težim slučajevima, s gubitkom svijesti, potrebno je nazvati tim hitne pomoći i, ako je moguće, dovesti žrtvu k sebi. Medicinska pomoć pacijentu sastoji se u hitnoj intravenskoj primjeni glukoze ili askorbinske kiseline.

Pravila sigurnog sunčanja

UV zrake potiču sintezu posebnog hormona melanina, uz pomoć kojeg ljudska koža tamni i poprima brončanu nijansu. Sporovi o dobrobiti i štetnosti sunčanja traju desetljećima.

Dokazano je da su opekline zaštitna reakcija organizma na ultraljubičasto zračenje, a pretjerano sunčanje povećava rizik od malignih tumora.

Ako prevlada želja za odavanjem počasti modi, morate razumjeti što je sunčevo zračenje, kako se zaštititi od njega i slijediti jednostavne preporuke:

• sunčati se postupno isključivo ujutro ili navečer;
• nemojte ostati na izravnoj sunčevoj svjetlosti duže od sat vremena;
• nanesite zaštitna sredstva na kožu;
• piti više čiste vode kako biste izbjegli dehidraciju;
• uključiti u prehranu hranu koja sadrži vitamin E, beta-karoten, tirozin i selen;
• ograničiti konzumaciju alkoholnih pića.

Reakcija tijela na ultraljubičasto zračenje je individualna, stoga vrijeme sunčanja i njihovo trajanje treba odabrati uzimajući u obzir vrstu kože i stanje ljudskog zdravlja.

Sunčanje je strogo kontraindicirano za trudnice, starije osobe, osobe s kožnim bolestima, srčanim zatajenjem, mentalnim poremećajima i u prisutnosti malignih tumora.