Jei pažvelgsite į Saulę, kai ji yra iš dalies uždengta debesų ir pasislėpusi už šių atmosferos vandens gumulėlių, galite pamatyti pažįstamą vaizdą: šviesos spinduliai prasiskverbia pro debesis ir nukrenta ant žemės. Kartais jie atrodo lygiagrečiai, kartais skiriasi. Kartais pro debesis gali pamatyti saulės formą. Kodėl tai vyksta? Mūsų skaitytojas šią savaitę klausia:
Ar galite man paaiškinti, kodėl debesuotą dieną galite pamatyti saulės spindulius, prasiskverbiančius pro debesis? Man atrodo, kad kadangi Saulė yra daug didesnė už Žemę, o jos fotonai mus pasiekia maždaug lygiagrečiais keliais, turėtume matyti visą dangų tolygiai apšviestą, o ne mažą šviesos kamuoliuką.
Daugelis žmonių net nesusimąsto apie nuostabų faktą, kad saulės spinduliai egzistuoja.
Įprastą saulėtą dieną visas dangus yra apšviestas. Saulės spinduliai krinta beveik lygiagrečiai Žemei, nes Saulė yra labai toli ir ji yra labai didelė, palyginti su Žeme. Atmosfera yra pakankamai skaidri, kad visa saulės šviesa pasiektų Žemės paviršių arba būtų išsklaidyta į visas puses. Paskutinis efektas yra atsakingas už tai, kad debesuotą dieną lauke kažkas matosi – atmosfera puikiai išsklaido saulės šviesą ir užpildo ja supančią erdvę.
Štai kodėl ryškią saulėtą dieną jūsų šešėlis bus tamsesnis nei likęs paviršius, ant kurio jis krenta, bet vis tiek išliks apšviestas. Savo šešėlyje matai žemę taip, lyg Saulė būtų dingusi už debesų, o tada visa kita tampa blanki kaip tavo šešėlis, bet vis tiek apšviečiama išsklaidytos šviesos.
Turėdami tai omenyje, grįžkime prie saulės spindulių reiškinio. Kodėl Saulei pasislėpus už debesų kartais galima išvysti šviesos spindulius? Ir kodėl jos kartais atrodo kaip lygiagrečios kolonos, o kartais kaip besiskiriančios?
Pirmiausia reikia suprasti, kad saulės šviesos sklaida, kai ji susiduria su atmosferos dalelėmis ir yra nukreipiama į visas puses, veikia visada – nesvarbu, ar Saulė pasislėpusi už debesų, ar ne. Todėl dienos metu visada yra pagrindinis apšvietimo lygis. Štai kodėl yra „diena“, todėl norint rasti tamsą dieną, reikia eiti gilyn į urvą.
Kas yra spinduliai? Jie atsiranda iš tarpų ar plonų debesų dalių (arba medžių ar kitų nepermatomų objektų), kurie neužstoja saulės šviesos. Ši tiesioginė šviesa atrodo ryškesnė nei aplinka, bet pastebima tik tada, kai kontrastuoja su tamsiu, šešėliniu fonu! Jei ši šviesa bus visur, joje nebus nieko nuostabaus, mūsų akys prie jos prisitaikys. Bet jei ryškus šviesos spindulys yra lengvesnis už aplinką, jūsų akys tai pastebi ir parodo skirtumą.
O kaip su spindulių forma? Galite manyti, kad debesys veikia kaip lęšiai ar prizmės, nukreipdami arba laužydami spindulius ir priversdami juos skirtis. Bet tai netiesa; Debesys vienodai sugeria ir išspinduliuoja šviesą visomis kryptimis, todėl jie yra nepermatomi. Spindulinis efektas atsiranda tik ten, kur debesys nesugeria didžiosios dalies šviesos. Atliekant matavimus paaiškėja, kad šie spinduliai iš tikrųjų yra lygiagretūs, o tai atitinka didelį atstumą iki Saulės. Jei stebėsite spindulius, nukreiptus ne į jus ar nuo jūsų, o statmenus jūsų regėjimo linijai, tai rasite būtent tai.
Priežastis, kodėl mums atrodo, kad spinduliai „suartėja“ link Saulės, yra ta pati, kodėl mums atrodo, kad bėgiai ar kelio danga susilieja viename taške. Tai lygiagrečios linijos, kurių viena dalis yra arčiau jūsų nei kita. Saulė yra labai toli, o taškas, iš kurio sklinda spindulys, yra toliau nuo jūsų nei jos sąlyčio su Žeme taškas! Tai ne visada akivaizdu, bet todėl sijos įgauna sijų formą, kuri aiškiai matoma pamačius, kaip arti esi sijos galo.
Todėl mes esame skolingi už spindulio buvimą jį supančių šešėlių perspektyvai ir mūsų akių gebėjimui atskirti tiesioginės šviesos ryškumą ir santykinę jį supantį tamsą. Priežastis, dėl kurios atrodo, kad spinduliai susilieja, yra dėl perspektyvos ir dėl to, kad šių iš tikrųjų lygiagrečių šviesos spindulių nusileidimo taškas yra arčiau mūsų nei jų pradžios taškas debesų apačioje. Tai yra saulės spindulių mokslas, todėl jie atrodo taip, kaip atrodo!
Saulė yra Saulės sistemos žvaigždė, kuri yra didžiulio šilumos kiekio ir akinančios šviesos šaltinis. Nepaisant to, kad Saulė yra nemažu atstumu nuo mūsų ir mus pasiekia tik nedidelė jos spinduliuotės dalis, to visiškai pakanka gyvybei Žemėje vystytis. Mūsų planeta sukasi aplink Saulę orbita. Jei visus metus stebėsite Žemę iš erdvėlaivio, pastebėsite, kad Saulė visada apšviečia tik pusę Žemės, todėl ten bus diena, o priešingoje pusėje šiuo metu bus naktis. Žemės paviršius šilumos gauna tik dieną.
Mūsų Žemė šyla netolygiai. Netolygus Žemės įkaitimas paaiškinamas jos sferine forma, todėl saulės spindulio kritimo kampas skirtingose srityse yra skirtingas, o tai reiškia, kad skirtingos Žemės dalys gauna skirtingą šilumos kiekį. Ties pusiauju saulės spinduliai krenta vertikaliai, ir jie labai įkaitina Žemę. Kuo toliau nuo pusiaujo, tuo mažesnis spindulio kritimo kampas, todėl šios teritorijos gauna mažiau šilumos. Tokios pat galios saulės spinduliuotės spindulys šildo daug mažesnį plotą, nes krenta vertikaliai. Be to, mažesniu kampu nei ties pusiauju krintantys spinduliai, prasiskverbdami, jame nukeliauja ilgesnį kelią, dėl to dalis saulės spindulių išsibarsto troposferoje ir nepasiekia žemės paviršiaus. Visa tai rodo, kad tolstant nuo pusiaujo į šiaurę ar pietus jis mažėja, mažėjant saulės spindulių kritimo kampui.
Žemės paviršiaus įkaitimo laipsniui įtakos turi ir tai, kad žemės ašis yra pasvirusi į orbitos plokštumą, išilgai kurios Žemė daro pilną apsisukimą aplink Saulę, 66,5° kampu ir visada nukreipta į savo šiaurinę pusę. pabaigos link Šiaurės žvaigždės.
Įsivaizduokime, kad Žemė, judanti aplink Saulę, turi žemišką ašį, statmeną sukimosi orbitos plokštumai. Tada paviršius skirtingose platumose visus metus gautų pastovų šilumos kiekį, saulės spindulių kritimo kampas visą laiką būtų pastovus, diena visada lygi nakčiai, nesikeistų metų laikai. Ties pusiauju šios sąlygos mažai skirtųsi nuo dabartinių. Jis turi didelę įtaką žemės paviršiaus įkaitimui, taigi ir visam žemės ašies pokrypiui, būtent vidutinio klimato platumose.
Per metus, tai yra per visą Žemės apsisukimą aplink Saulę, ypač dėmesio vertos keturios dienos: kovo 21 d., rugsėjo 23 d., birželio 22 d., gruodžio 22 d.
Tropikai ir poliariniai apskritimai padalija Žemės paviršių į zonas, kurios skiriasi saulės apšvietimu ir iš Saulės gaunamos šilumos kiekiu. Yra 5 šviesos zonos: šiaurinė ir pietinė poliarinės zonos, kurios gauna mažai šviesos ir šilumos, zona su karštu klimatu ir šiaurinė bei pietinė zonos, kurios gauna daugiau šviesos ir šilumos nei poliarinės, bet mažiau nei atogrąžų. vieni.
Taigi, apibendrinant, galime padaryti bendrą išvadą: netolygus žemės paviršiaus įkaitimas ir apšvietimas yra susijęs su mūsų Žemės sferiškumu ir žemės ašies pokrypiu iki 66,5° orbitos aplink Saulę atžvilgiu.
Svarbiausias šaltinis, iš kurio Žemės paviršius ir atmosfera gauna šiluminę energiją, yra Saulė. Jis siunčia į kosminę erdvę milžinišką spinduliuotės energijos kiekį: šiluminę, šviesą, ultravioletinę. Saulės skleidžiamos elektromagnetinės bangos sklinda 300 000 km/s greičiu.
Žemės paviršiaus įkaitimas priklauso nuo saulės spindulių kritimo kampo. Visi saulės spinduliai į Žemės paviršių patenka lygiagrečiai vienas kitam, tačiau kadangi Žemė yra sferinė, saulės spinduliai krenta į skirtingas jos paviršiaus vietas skirtingais kampais. Kai Saulė yra zenite, jos spinduliai krenta vertikaliai ir Žemė labiau įkaista.
Visas Saulės siunčiamos spinduliavimo energijos rinkinys vadinamas saulės radiacija, paprastai jis išreiškiamas kalorijomis paviršiaus vienetui per metus.
Saulės spinduliuotė lemia Žemės oro troposferos temperatūros režimą.
Pažymėtina, kad bendras saulės spinduliuotės kiekis daugiau nei du milijardus kartų viršija Žemės gaunamos energijos kiekį.
Žemės paviršių pasiekianti spinduliuotė susideda iš tiesioginės ir difuzinės.
Radiacija, kuri patenka į Žemę tiesiai iš Saulės tiesioginių saulės spindulių pavidalu po be debesų dangaus, vadinama tiesiai. Jis neša didžiausią šilumos ir šviesos kiekį. Jei mūsų planeta neturėtų atmosferos, žemės paviršius gautų tik tiesioginę spinduliuotę.
Tačiau, praeinant per atmosferą, maždaug ketvirtadalis saulės spinduliuotės išsklaido dujų molekules ir priemaišas ir nukrypsta nuo tiesioginio kelio. Dalis jų pasiekia Žemės paviršių, susiformuoja išsklaidyta saulės spinduliuotė. Išsklaidytos spinduliuotės dėka šviesa prasiskverbia į vietas, kur tiesioginiai saulės spinduliai (tiesioginė spinduliuotė) neprasiskverbia. Ši spinduliuotė sukuria dienos šviesą ir suteikia dangui spalvų.
Bendra saulės spinduliuotė
Visi Žemę pasiekiantys saulės spinduliai yra bendra saulės spinduliuotė, y., tiesioginės ir difuzinės spinduliuotės visuma (1 pav.).
Ryžiai. 1. Bendra saulės spinduliuotė per metus
Saulės spinduliuotės pasiskirstymas žemės paviršiuje
Saulės spinduliuotė žemėje pasiskirsto netolygiai. Priklauso:
1. dėl oro tankio ir drėgmės – kuo jie aukštesni, tuo mažiau spinduliuotės gauna žemės paviršius;
2. priklausomai nuo vietovės geografinės platumos – spinduliuotės kiekis didėja nuo ašigalių iki pusiaujo. Tiesioginės saulės spinduliuotės kiekis priklauso nuo kelio, kurį saulės spinduliai nukeliauja per atmosferą, ilgio. Saulei esant zenite (spindulių kritimo kampas 90°), jos spinduliai trumpiausiu keliu patenka į Žemę ir intensyviai išleidžia savo energiją į nedidelį plotą. Žemėje tai vyksta juostoje tarp 23° šiaurės platumos. w. ir 23° pietų platumos. sh., ty tarp tropikų. Tolstant nuo šios zonos į pietus ar šiaurę, saulės spindulių kelio ilgis didėja, tai yra mažėja jų kritimo į žemės paviršių kampas. Spinduliai pradeda kristi į Žemę mažesniu kampu, tarsi slysdami, artėdami prie liestinės linijos ašigalių srityje. Dėl to tas pats energijos srautas pasiskirsto didesniame plote, todėl didėja atsispindinčios energijos kiekis. Taigi pusiaujo srityje, kur saulės spinduliai krenta į žemės paviršių 90° kampu, tiesioginės saulės spinduliuotės kiekis, kurį gauna žemės paviršius, yra didesnis, o judant link ašigalių šis kiekis smarkiai mažėja. Be to, paros ilgis skirtingu metų laiku priklauso nuo vietovės platumos, nuo kurios priklauso ir žemės paviršių pasiekiančios saulės spinduliuotės kiekis;
3. nuo kasmetinio ir paros Žemės judėjimo - vidutinėse ir aukštosiose platumose saulės spinduliuotės antplūdis labai kinta pagal metų laikus, o tai susiję su Saulės vidurdienio aukščio ir paros trukmės pokyčiais;
4. apie žemės paviršiaus prigimtį – kuo šviesesnis paviršius, tuo daugiau saulės spindulių jis atspindi. Paviršiaus gebėjimas atspindėti spinduliuotę vadinamas albedas(iš lotynų baltumo). Sniegas ypač stipriai atspindi spinduliuotę (90 proc.), smėlis silpniau (35 proc.), o juodas gruntas dar silpniau (4 proc.).
Žemės paviršius sugeria saulės spinduliuotę (absorbuota spinduliuotė),įkaista ir išspinduliuoja šilumą į atmosferą (atspindėta spinduliuotė). Apatiniai atmosferos sluoksniai iš esmės blokuoja sausumos spinduliuotę. Žemės paviršiaus sugeriama spinduliuotė naudojama dirvožemiui, orui ir vandeniui šildyti.
Ta visos spinduliuotės dalis, kuri lieka po žemės paviršiaus atspindžio ir šiluminės spinduliuotės, vadinama radiacijos balansas.Žemės paviršiaus radiacijos balansas kinta dienos metu ir priklausomai nuo metų laikų, tačiau vidutiniškai per metus jis turi teigiamą reikšmę visur, išskyrus Grenlandijos ir Antarktidos ledo dykumas. Radiacijos balansas pasiekia didžiausias reikšmes žemose platumose (tarp 20° Š ir 20° S) – virš 42*10 2 J/m 2, apie 60° platumos abiejuose pusrutuliuose sumažėja iki 8*10 2 - 13*10 2 J/m2.
Saulės spinduliai atmosferai atiduoda iki 20% savo energijos, kuri pasiskirsto per visą oro storį, todėl jų sukeliamas oro įkaitimas yra palyginti mažas. Saulė šildo Žemės paviršių, kuris perduoda šilumą atmosferos orui dėl konvekcija(iš lat. konvekcija- pristatymas), t. y. vertikalus žemės paviršiuje įkaitinto oro judėjimas, kurio vietoje nusileidžia šaltesnis oras. Taip atmosfera gauna didžiąją dalį šilumos – vidutiniškai tris kartus daugiau nei tiesiogiai iš Saulės.
Anglies dioksido ir vandens garų buvimas neleidžia šilumai, atsispindėjusiai nuo žemės paviršiaus, laisvai išeiti į kosmosą. Jie kuria Šiltnamio efektas, kurios dėka temperatūros skirtumas Žemėje per dieną neviršija 15 °C. Jei atmosferoje nebūtų anglies dvideginio, žemės paviršius per naktį atvėstų 40-50 °C.
Dėl didėjančio žmogaus ūkinės veiklos masto – anglies ir naftos deginimo šiluminėse elektrinėse, pramonės įmonių išmetamų teršalų ir automobilių išmetamų teršalų kiekio padidėjimo – atmosferoje didėja anglies dvideginio kiekis, todėl didėja sukelia šiltnamio efektą ir kelia grėsmę pasaulinei klimato kaitai.
Saulės spinduliai, praėję per atmosferą, patenka į Žemės paviršių ir jį įkaitina, o tai savo ruožtu atiduoda šilumą atmosferai. Tai paaiškina būdingą troposferos bruožą: oro temperatūros mažėjimą didėjant aukščiui. Tačiau pasitaiko atvejų, kai aukštesni atmosferos sluoksniai būna šiltesni nei apatiniai. Šis reiškinys vadinamas temperatūros inversija(iš lot. inversio – apvertimas).
Gyvybė mūsų planetoje priklauso nuo saulės šviesos ir šilumos kiekio. Baisu net akimirką įsivaizduoti, kas būtų nutikę, jei danguje nebūtų tokios žvaigždės kaip Saulė. Kiekvienam žolės ašmeniui, kiekvienam lapui, kiekvienai gėlei reikia šilumos ir šviesos, kaip žmonėms ore.
Saulės spindulių kritimo kampas lygus saulės aukščiui virš horizonto
Saulės šviesos ir šilumos kiekis, pasiekiantis žemės paviršių, yra tiesiogiai proporcingas spindulių kritimo kampui. Saulės spinduliai gali smogti į Žemę nuo 0 iki 90 laipsnių kampu. Spindulių smūgio į žemę kampas yra skirtingas, nes mūsų planeta yra sferinė. Kuo jis didesnis, tuo lengvesnis ir šiltesnis.
Taigi, jei spindulys ateina 0 laipsnių kampu, jis tik slysta žemės paviršiumi jo nekaitindamas. Šis kritimo kampas yra Šiaurės ir Pietų ašigalyje, už poliarinio rato. Tiesiu kampu saulės spinduliai krinta į pusiaują ir paviršių tarp pietų ir
Jei saulės spindulių į žemę kampas yra tiesus, tai rodo
Taigi spinduliai žemės paviršiuje ir saulės aukštis virš horizonto yra vienodi. Jie priklauso nuo geografinės platumos. Kuo arčiau nulinės platumos, tuo spindulių kritimo kampas arčiau 90 laipsnių, kuo aukščiau saulė yra virš horizonto, tuo ji šiltesnė ir šviesesnė.
Kaip saulė keičia savo aukštį virš horizonto
Saulės aukštis virš horizonto nėra pastovus. Priešingai, ji nuolat keičiasi. To priežastis yra nuolatinis Žemės planetos judėjimas aplink žvaigždę Saulę, taip pat Žemės planetos sukimasis aplink savo ašį. Dėl to diena seka naktį, o metų laikai seka vienas kitą.
Teritorija tarp tropikų čia gauna daugiausiai šilumos ir šviesos dienos ir nakties trukmės beveik vienoda, o saulė zenite būna 2 kartus per metus.
Virš poliarinio rato esantis paviršius gauna mažiau šilumos ir šviesos, čia yra tokios sąvokos kaip naktis, kuri trunka apie šešis mėnesius.
Rudens ir pavasario lygiadienio dienos
Yra 4 pagrindinės astrologinės datos, kurias lemia saulės aukštis virš horizonto. Rugsėjo 23 ir kovo 21 dienos yra rudens ir pavasario lygiadienio dienos. Tai reiškia, kad saulės aukštis virš horizonto rugsėjo ir kovo mėnesiais šiomis dienomis siekia 90 laipsnių.
Pietinės ir yra vienodai apšviestos saulės, o nakties trukmė yra lygi dienos ilgumui. Kai Šiaurės pusrutulyje prasideda astrologinis ruduo, tai yra pavasaris, atvirkščiai, pietų pusrutulyje. Tą patį galima pasakyti apie žiemą ir vasarą. Jei pietiniame pusrutulyje žiema, tai šiauriniame pusrutulyje vasara.
Vasaros ir žiemos saulėgrįžos dienos
Birželio 22 ir gruodžio 22 dienos yra vasaros dienos, o gruodžio 22 d. trumpiausia diena ir ilgiausia naktis Šiaurės pusrutulyje, o žiemos saulė yra žemiausiame aukštyje virš horizonto per visus metus.
Virš 66,5 laipsnių platumos saulė yra žemiau horizonto ir nekyla. Šis reiškinys, kai žiemos saulė nepakyla į horizontą, vadinamas poliarine naktimi. Trumpiausia naktis būna 67 laipsnių platumos ir trunka tik 2 dienas, o ilgiausia naktis būna ties ašigaliais ir trunka 6 mėnesius!
Gruodis yra visų metų mėnuo, kai naktys yra ilgiausios Šiaurės pusrutulyje. Žmonės Centrinėje Rusijoje pabunda į darbą tamsoje ir grįžta tamsoje. Daugeliui tai sunkus mėnuo, nes saulės šviesos trūkumas turi įtakos fizinei ir psichinei žmonių savijautai. Dėl šios priežasties netgi gali išsivystyti depresija.
2016 m. Maskvoje saulėtekis gruodžio 1 d.: 08.33 val. Šiuo atveju dienos ilgumas bus 7 valandos 29 minutės. Tai bus labai anksti, 16.03 val. Naktį bus 16 valandos 31 minutės. Taigi paaiškėja, kad nakties trukmė yra 2 kartus didesnė už dienos ilgį!
Šiemet žiemos saulėgrįža yra gruodžio 21 d. Trumpiausia diena truks lygiai 7 valandas. Tada ta pati situacija tęsis 2 dienas. O nuo gruodžio 24 d., diena pamažu, bet užtikrintai pradės nešti pelną.
Vidutiniškai per dieną bus pridėta viena minutė dienos šviesos. Mėnesio pabaigoje saulėtekis gruodį bus lygiai 9 val., tai yra 27 minutėmis vėliau nei gruodžio 1 d.
Birželio 22-oji yra vasaros saulėgrįža. Viskas vyksta visiškai priešingai. Ištisus metus ši data yra ilgiausia diena ir trumpiausia naktis. Tai taikoma šiauriniam pusrutuliui.
Južnyje yra atvirkščiai. Su šia diena siejami įdomūs gamtos reiškiniai. Virš poliarinio rato prasideda poliarinė diena, 6 mėnesius saulė nenusileidžia žemiau horizonto prie Šiaurės ašigalio. Birželio mėnesį Sankt Peterburge prasideda paslaptingos baltosios naktys. Jie trunka maždaug nuo birželio vidurio nuo dviejų iki trijų savaičių.
Visos šios 4 astrologinės datos gali keistis 1-2 dienomis, nes saulės metai ne visada sutampa su kalendoriniais metais. Poslinkiai taip pat vyksta keliamaisiais metais.
Saulės aukštis virš horizonto ir klimato sąlygos
Saulė yra vienas iš svarbiausių klimatą formuojančių veiksnių. Priklausomai nuo to, kaip pasikeitė saulės aukštis virš horizonto tam tikrame žemės paviršiaus plote, keičiasi klimato sąlygos ir metų laikai.
Pavyzdžiui, Tolimojoje Šiaurėje saulės spinduliai krenta labai mažu kampu ir slysta tik žemės paviršiumi, jo visiškai nekaitindami. Dėl šio faktoriaus klimatas čia itin atšiaurus, amžinas įšalas, šaltos žiemos su stingdančiais vėjais ir sniegu.
Kuo aukščiau saulės aukštis virš horizonto, tuo šiltesnis klimatas. Pavyzdžiui, ties pusiauju neįprastai karšta ir atogrąžų. Sezoniniai svyravimai pusiaujo regione taip pat praktiškai nejaučiami, čia amžina vasara.
Saulės aukščio virš horizonto matavimas
Kaip sakoma, viskas išradinga yra paprasta. Taip yra čia. Prietaisas saulės aukščiui virš horizonto matuoti yra tiesiog paprastas. Tai horizontalus paviršius, kurio viduryje yra 1 metro ilgio stulpas. Saulėtą dieną vidurdienį stulpas meta trumpiausią šešėlį. Šio trumpiausio šešėlio pagalba atliekami skaičiavimai ir matavimai. Turite išmatuoti kampą tarp šešėlio galo ir segmento, jungiančio stulpo galą su šešėlio galu. Ši kampo vertė bus saulės kampas virš horizonto. Šis prietaisas vadinamas gnomonu.
Gnomonas yra senovės astrologinis įrankis. Yra ir kitų saulės aukščio virš horizonto matavimo prietaisų, tokių kaip sekstantas, kvadrantas ir astrolabija.
Tiesioginių saulės spindulių poveikio kūnui ypatumai šiandien domina daugelį, pirmiausia tuos, kurie nori pelningai praleisti vasarą, apsirūpinti saulės energija ir įgyti gražų, sveiką įdegį. Kas yra saulės spinduliuotė ir kokią įtaką ji mums daro?
Apibrėžimas
Saulės spinduliai (nuotrauka žemiau) yra spinduliuotės srautas, kurį vaizduoja skirtingo ilgio bangų elektromagnetiniai virpesiai. Saulės skleidžiamos spinduliuotės spektras yra įvairus ir platus – tiek bangos ilgiu, tiek dažniu, tiek poveikiu žmogaus organizmui.
Saulės spindulių tipai
Yra keli spektro regionai:
- Gama spinduliuotė.
- Rentgeno spinduliuotė (bangos ilgis mažesnis nei 170 nanometrų).
- Ultravioletinė spinduliuotė (bangos ilgis – 170-350 nm).
- Saulės šviesa (bangos ilgis – 350-750 nm).
- Infraraudonųjų spindulių spektras, turintis šiluminį efektą (bangos ilgis didesnis nei 750 nm).
Pagal biologinį poveikį gyvam organizmui ultravioletiniai saulės spinduliai yra aktyviausi. Jie skatina įdegį, turi hormoninį apsauginį poveikį, skatina serotonino ir kitų svarbių komponentų, didinančių gyvybingumą ir gyvybingumą, gamybą.
Ultravioletinė radiacija
Yra 3 ultravioletinių spindulių klasės, kurios skirtingai veikia kūną:
- A spinduliai (bangos ilgis - 400-320 nanometrų). Jie turi žemiausią radiacijos lygį ir išlieka pastovūs saulės spektre per dieną ir metus. Jiems beveik nėra kliūčių. Šios klasės saulės spindulių žalingas poveikis organizmui yra mažiausias, tačiau nuolatinis jų buvimas pagreitina natūralų odos senėjimo procesą, nes, prasiskverbę į gemalo sluoksnį, pažeidžia epidermio struktūrą ir pagrindą, ardo. elastino ir kolageno skaidulos.
- B spinduliai (bangos ilgis – 320-280 nm). Tik tam tikru metų laiku ir paros valandomis jie pasiekia Žemę. Priklausomai nuo geografinės platumos ir oro temperatūros, į atmosferą jie dažniausiai patenka nuo 10 iki 16 val. Šie saulės spinduliai dalyvauja suaktyvinant vitamino D3 sintezę organizme, o tai yra pagrindinė jų teigiama savybė. Tačiau ilgai būdami ant odos, jie gali pakeisti ląstelių genomą taip, kad jos pradeda nekontroliuojamai daugintis ir formuotis vėžiui.
- C spinduliai (bangos ilgis – 280-170 nm). Tai pati pavojingiausia UV spinduliuotės spektro dalis, kuri besąlygiškai provokuoja vėžio vystymąsi. Tačiau gamtoje viskas labai išmintingai išdėstyta, o saulės žalingi C spinduliai, kaip ir dauguma (90 proc.) B spindulių, sugeriami ozono sluoksnyje nepasiekę Žemės paviršiaus. Taip gamta saugo viską, kas gyva, nuo išnykimo.
Teigiamas ir neigiamas poveikis
Priklausomai nuo UV spinduliuotės trukmės, intensyvumo ir dažnio, žmogaus organizme vystosi teigiamas ir neigiamas poveikis. Pirmieji apima vitamino D susidarymą, melanino gamybą ir gražaus, tolygaus įdegio formavimąsi, bioritmus reguliuojančių mediatorių sintezę bei svarbaus endokrininės sistemos reguliatoriaus – serotonino – gamybą. Štai kodėl po vasaros jaučiame jėgų antplūdį, gyvybingumo padidėjimą ir gerą nuotaiką.
Neigiamas ultravioletinių spindulių poveikis yra odos nudegimai, kolageno skaidulų pažeidimai, kosmetinių defektų atsiradimas hiperpigmentacijos forma ir vėžio provokacija.
Vitamino D sintezė
Veikiant epidermiui, saulės spinduliuotės energija paverčiama šiluma arba eikvojama fotocheminėms reakcijoms, dėl kurių organizme vyksta įvairūs biocheminiai procesai.
Vitaminas D tiekiamas dviem būdais:
- endogeninis - dėl susidarymo odoje, veikiant UV spinduliams B;
- egzogeninis - dėl suvartojimo su maistu.
Endogeninis kelias yra gana sudėtingas reakcijų procesas, vykstantis nedalyvaujant fermentams, bet privalomai dalyvaujant UV spinduliuotei su B spinduliais. Esant pakankamam ir reguliariam insoliacijai, fotocheminių reakcijų metu odoje susintetinamas vitamino D3 kiekis visiškai atitinka visus organizmo poreikius.
Įdegis ir vitaminas D
Odoje vykstančių fotocheminių procesų aktyvumas tiesiogiai priklauso nuo ultravioletinių spindulių poveikio spektro bei intensyvumo ir yra atvirkščiai susijęs su įdegimu (pigmentacijos laipsniu). Įrodyta, kad kuo ryškesnis įdegis, tuo ilgiau užtrunka, kol provitaminas D3 kaupiasi odoje (vietoj penkiolikos minučių iki trijų valandų).
Fiziologiniu požiūriu tai suprantama, nes įdegis yra apsauginis mūsų odos mechanizmas, o jame susidaręs melanino sluoksnis veikia kaip tam tikras barjeras tiek UV B spinduliams, kurie tarnauja kaip fotocheminių procesų tarpininkas, tiek. A klasės spinduliai, kurie suteikia odoje provitamino D3 terminio virsmo į vitaminą D3 stadiją.
Tačiau vitaminas D, tiekiamas su maistu, kompensuoja trūkumą tik tuo atveju, jei fotocheminės sintezės procese pasigamina nepakankamai.
Vitamino D susidarymas saulėje
Šiandien jau mokslas yra įrodęs, kad norint patenkinti paros endogeninio vitamino D3 poreikį, pakanka nuo dešimties iki dvidešimties minučių pabūti atviros saulės šviesos klasės UV spinduliuose. Kitas dalykas, kad tokių spindulių ne visada yra saulės spektre. Jų buvimas priklauso ir nuo metų sezono, ir nuo geografinės platumos, nes Žemė, besisukdama, keičia atmosferos sluoksnio, per kurį praeina saulės spinduliai, storį ir kampą.
Todėl saulės spinduliuotė ne visada sugeba odoje suformuoti vitaminą D3, o tik tada, kai spektre yra UV B spindulių.
Saulės radiacija Rusijoje
Mūsų šalyje, atsižvelgiant į geografinę padėtį, B klasės turtingi UV spinduliai saulės spinduliavimo laikotarpiais pasiskirsto netolygiai. Pavyzdžiui, Sočyje, Machačkaloje, Vladikaukaze jie trunka apie septynis mėnesius (nuo kovo iki spalio), o Archangelske, Sankt Peterburge, Syktyvkare – apie tris (nuo gegužės iki liepos) ar net mažiau. Prie to pridėjus debesuotų dienų skaičių per metus ir dūminę atmosferą dideliuose miestuose, paaiškės, kad daugumai Rusijos gyventojų trūksta hormonotropinio saulės poveikio.
Tikriausiai todėl intuityviai siekiame saulės ir skubame į pietinius paplūdimius, pamiršdami, kad pietuose saulės spinduliai yra visiškai kitokie, neįprasti mūsų organizmui ir, be nudegimų, gali išprovokuoti stiprius hormoninius ir imuninius antplūdžius, gali padidinti vėžio ir kitų negalavimų riziką.
Tuo pačiu metu pietinė saulė gali išgydyti, tereikia visame kame laikytis protingo požiūrio.
