Laikas, per kurį saulės spinduliuotė pasiekia žemę. Saulės struktūra ir elektromagnetinė spinduliuotė

Ryški žvaigždė mus kepina karštais spinduliais ir verčia susimąstyti apie radiacijos reikšmę mūsų gyvenime, jos naudą ir žalą. Kas yra saulės spinduliuotė? Mokyklos fizikos pamoka rodo, kad pirmiausia turime susipažinti su elektromagnetinės spinduliuotės sąvoka apskritai. Šis terminas reiškia kitą materijos formą – skirtingą nuo substancijos. Tai apima ir matomą šviesą, ir spektrą, kurio akis nesuvokia. Tai yra rentgeno spinduliai, gama spinduliai, ultravioletiniai ir infraraudonieji spinduliai.

Elektromagnetinės bangos

Esant spinduliuotės šaltiniui-spinduliuotojui, jo elektromagnetinės bangos sklinda visomis kryptimis šviesos greičiu. Šios bangos, kaip ir bet kurios kitos, turi tam tikrų savybių. Tai apima vibracijos dažnį ir bangos ilgį. Bet kuris kūnas, kurio temperatūra skiriasi nuo absoliutaus nulio, turi savybę skleisti spinduliuotę.

Saulė yra pagrindinis ir galingiausias radiacijos šaltinis šalia mūsų planetos. Savo ruožtu pati Žemė (jos atmosfera ir paviršius) skleidžia spinduliuotę, tačiau kitokiu diapazonu. Temperatūros sąlygų planetoje stebėjimas ilgą laiką sukėlė hipotezę apie iš Saulės gaunamos ir į kosmosą išleidžiamos šilumos kiekio pusiausvyrą.

Saulės spinduliuotė: spektrinė sudėtis

Absoliuti dauguma (apie 99%) saulės energijos spektre yra bangos ilgių diapazone nuo 0,1 iki 4 mikronų. Likęs 1% yra ilgesnio ir trumpesnio ilgio spinduliai, įskaitant radijo bangas ir rentgeno spindulius. Maždaug pusė saulės spinduliuotės energijos gaunama iš spektro, kurį suvokiame akimis, maždaug 44% iš infraraudonųjų spindulių ir 9% iš ultravioletinių spindulių. Kaip mes žinome, kaip skirstoma saulės spinduliuotė? Apskaičiuoti jo pasiskirstymą galima dėl kosminių palydovų tyrimų.

Yra medžiagų, kurios gali patekti į ypatingą būseną ir skleisti papildomą skirtingo bangų ilgio spinduliuotę. Pavyzdžiui, švytėjimas atsiranda esant žemai temperatūrai, kuri nėra būdinga tam tikros medžiagos skleidžiamai šviesai. Šio tipo spinduliuotė, vadinama liuminescencine, nereaguoja į įprastus šiluminės spinduliuotės principus.

Liuminescencijos reiškinys atsiranda po to, kai medžiaga sugeria tam tikrą energijos kiekį ir pereina į kitą būseną (vadinamąją sužadinimo būseną), kurios energija yra didesnė nei pačios medžiagos temperatūroje. Liuminescencija atsiranda atvirkštinio perėjimo metu – iš sužadintos būsenos į pažįstamą būseną. Gamtoje jį galime stebėti kaip naktinio dangaus švytėjimą ir pašvaistę.

Mūsų šviesulys

Saulės spindulių energija yra kone vienintelis šilumos šaltinis mūsų planetai. Jos pačios spinduliuotės, sklindančios iš gelmių į paviršių, intensyvumas yra maždaug 5 tūkstančius kartų mažesnis. Tuo pačiu metu matoma šviesa – vienas iš svarbiausių planetos gyvybės veiksnių – yra tik dalis saulės spinduliuotės.

Saulės spindulių energija virsta šiluma, mažesnė dalis – atmosferoje, o didesnė dalis – Žemės paviršiuje. Ten jis išleidžiamas vandens ir dirvožemio (viršutiniams sluoksniams) šildymui, kurie vėliau atiduoda šilumą orui. Įkaitusi atmosfera ir žemės paviršius, savo ruožtu, vėsdami skleidžia infraraudonuosius spindulius į kosmosą.

Saulės spinduliuotė: apibrėžimas

Spinduliuotė, kuri patenka į mūsų planetos paviršių tiesiai iš saulės disko, paprastai vadinama tiesiogine saulės spinduliuote. Saulė ją skleidžia į visas puses. Atsižvelgiant į didžiulį atstumą nuo Žemės iki Saulės, tiesioginė saulės spinduliuotė bet kuriame žemės paviršiaus taške gali būti pavaizduota kaip lygiagrečių spindulių pluoštas, kurio šaltinis yra beveik begalybė. Taigi plotas, esantis statmenai saulės spinduliams, gauna didžiausią kiekį.

Spinduliuotės srauto tankis (arba apšvita) yra spinduliuotės, patenkančios ant konkretaus paviršiaus, matas. Tai spinduliavimo energijos kiekis, krentantis per laiko vienetą ploto vienetui. Šis dydis – apšvita – matuojamas W/m2. Mūsų Žemė, kaip visi žino, sukasi aplink Saulę elipsoidine orbita. Saulė yra viename iš šios elipsės židinių. Todėl kiekvienais metais tam tikru laiku (sausio pradžioje) Žemė užima vietą arčiausiai Saulės, o kitu (liepos pradžioje) – toliausiai nuo jos. Šiuo atveju energijos apšvietimo kiekis keičiasi atvirkščiai proporcingai atstumo iki šviestuvo kvadratui.

Kur dingsta Žemę pasiekianti saulės spinduliuotė? Jo rūšis lemia daugybė veiksnių. Priklausomai nuo geografinės platumos, drėgmės, debesuotumo, dalis jo yra išsklaidyta atmosferoje, dalis absorbuojama, tačiau didžioji dalis vis tiek pasiekia planetos paviršių. Šiuo atveju nedidelis kiekis atsispindi, o pagrindinį kiekį sugeria žemės paviršius, kurio įtakoje jis įkaista. Išsklaidyta saulės spinduliuotė taip pat iš dalies patenka į žemės paviršių, iš dalies sugeriama ir iš dalies atsispindi. Likusi dalis patenka į kosmosą.

Kaip vyksta paskirstymas?

Ar saulės spinduliuotė yra vienoda? Jo tipai po visų „nuostolių“ atmosferoje gali skirtis savo spektrine sudėtimi. Juk skirtingo ilgio spinduliai yra ir sklaidomi, ir sugeriami skirtingais būdais. Vidutiniškai atmosfera sugeria apie 23% pradinio kiekio. Maždaug 26% viso srauto virsta išsklaidyta spinduliuote, kurios 2/3 tada patenka į Žemę. Iš esmės tai yra kitokio tipo spinduliuotė, kuri skiriasi nuo pradinės. Išsklaidytą spinduliuotę į Žemę siunčia ne Saulės diskas, o dangaus skliautas. Jis turi skirtingą spektrinę sudėtį.

Sugeria spinduliuotę daugiausia iš ozono – matomo spektro ir ultravioletinių spindulių. Infraraudonąją spinduliuotę sugeria anglies dioksidas (anglies dioksidas), kurio, beje, atmosferoje yra labai mažai.

Spinduliuotės sklaida, kuri ją susilpnina, atsiranda bet kuriam spektro bangos ilgiui. Proceso metu jo dalelės, patekusios į elektromagnetinį poveikį, perskirsto krintančios bangos energiją visomis kryptimis. Tai reiškia, kad dalelės tarnauja kaip taškiniai energijos šaltiniai.

Dienos šviesa

Dėl sklaidos iš saulės sklindanti šviesa, eidama per atmosferos sluoksnius, keičia spalvą. Praktinė sklaidos reikšmė yra sukurti dienos šviesą. Jei Žemei netektų atmosferos, apšvietimas egzistuotų tik tose vietose, kur į paviršių patektų tiesioginiai ar atsispindėję saulės spinduliai. Tai reiškia, kad atmosfera yra dienos šviesos šaltinis. Jo dėka šviesu tiek tiesioginiams spinduliams nepasiekiamose vietose, tiek saulei pasislėpus už debesų. Būtent sklaida suteikia orui spalvą – matome dangų mėlyną.

Nuo ko dar priklauso saulės spinduliuotė? Drumstumo koeficientas neturėtų būti atmestas. Juk spinduliuotę susilpnina dvejopai – pati atmosfera ir vandens garai bei įvairios priemaišos. Vasarą padidėja dulkių lygis (kaip ir vandens garų kiekis atmosferoje).

Bendra radiacija

Tai reiškia bendrą tiesioginės ir išsklaidytos spinduliuotės kiekį, patenkantį į žemės paviršių. Debesuotame ore bendra saulės spinduliuotė mažėja.

Dėl šios priežasties vasarą suminė spinduliuotė yra vidutiniškai didesnė prieš vidurdienį nei po jos. O pirmąjį pusmetį – daugiau nei antrąjį.

Kas atsitiks su visa spinduliuote žemės paviršiuje? Ten patekęs jis daugiausia sugeriamas viršutinio dirvožemio ar vandens sluoksnio ir virsta šiluma, o dalis atsispindi. Atspindžio laipsnis priklauso nuo žemės paviršiaus pobūdžio. Rodiklis, išreiškiantis atspindėtos saulės spinduliuotės procentinę dalį nuo viso ant paviršiaus krintančio kiekio, vadinamas paviršiaus albedu.

Žemės paviršiaus savaiminio spinduliavimo sąvoka reiškia ilgųjų bangų spinduliuotę, kurią skleidžia augmenija, sniego danga, viršutiniai vandens sluoksniai ir dirvožemis. Paviršiaus spinduliuotės balansas yra skirtumas tarp sugerto ir išmetamo kiekio.

Efektyvi spinduliuotė

Įrodyta, kad priešinga spinduliuotė beveik visada yra mažesnė nei žemės spinduliuotė. Dėl šios priežasties žemės paviršius patiria šilumos nuostolius. Skirtumas tarp paties paviršiaus ir atmosferos spinduliuotės verčių vadinamas efektyvia spinduliuote. Tai iš tikrųjų yra grynasis energijos ir dėl to šilumos praradimas naktį.

Jis taip pat egzistuoja dienos metu. Tačiau dieną jį iš dalies kompensuoja ar net padengia sugerta spinduliuotė. Todėl dieną žemės paviršius yra šiltesnis nei naktį.

Dėl radiacijos geografinio pasiskirstymo

Saulės spinduliuotė Žemėje per metus pasiskirsto netolygiai. Jo pasiskirstymas yra zoninis, o spinduliuotės srauto izoliacijos (vienodų reikšmių jungiamieji taškai) visiškai nėra tapačios platumos apskritimams. Šį neatitikimą lemia skirtingas debesuotumas ir atmosferos skaidrumas skirtinguose pasaulio regionuose.

Bendra saulės spinduliuotė ištisus metus yra didžiausia subtropinėse dykumose, kuriose atmosfera iš dalies debesuota. Pusiaujo juostos miškų plotuose jo daug mažiau. To priežastis – padidėjęs debesuotumas. Abiejų polių link šis rodiklis mažėja. Tačiau ašigalių regione jis vėl didėja – šiauriniame pusrutulyje mažiau, snieguotos ir iš dalies debesuotos Antarktidos regione – daugiau. Vandenynų paviršiuje saulės spinduliuotė vidutiniškai yra mažesnė nei žemynuose.

Beveik visur Žemėje paviršius turi teigiamą radiacijos balansą, ty tuo pačiu metu spinduliuotės antplūdis yra didesnis nei efektyvioji spinduliuotė. Išimtis yra Antarktidos ir Grenlandijos regionai su jų ledo plynaukštėmis.

Ar gresia visuotinis atšilimas?

Tačiau tai, kas išdėstyta pirmiau, nereiškia kasmetinio žemės paviršiaus atšilimo. Sugertos spinduliuotės perteklius kompensuojamas šilumos nutekėjimu iš paviršiaus į atmosferą, kuri atsiranda pasikeitus vandens fazei (garavimas, kondensacija debesų pavidalu).

Taigi radiacijos pusiausvyra Žemės paviršiuje neegzistuoja. Tačiau yra šiluminė pusiausvyra – šilumos tiekimas ir praradimas subalansuojamas įvairiais būdais, įskaitant spinduliavimą.

Kortelės likučių paskirstymas

Tose pačiose Žemės rutulio platumose radiacijos balansas vandenyno paviršiuje yra didesnis nei virš sausumos. Tai galima paaiškinti tuo, kad vandenynuose radiaciją sugeriantis sluoksnis yra storesnis, tuo tarpu efektyvioji radiacija ten yra mažesnė dėl jūros paviršiaus šaltumo, palyginti su sausuma.

Ryškūs jo pasiskirstymo amplitudės svyravimai stebimi dykumose. Balansas ten yra mažesnis dėl didelės efektyvios spinduliuotės sausame ore ir mažo debesuotumo sąlygomis. Musoninio klimato zonose jis yra mažesnis. Šiltuoju metų laiku ten padidėja debesuotumas, o sugerta saulės spinduliuotė yra mažesnė nei kitose tos pačios platumos vietose.

Žinoma, pagrindinis veiksnys, nuo kurio priklauso vidutinė metinė saulės spinduliuotė, yra konkrečios vietovės platuma. Įrašykite ultravioletinės spinduliuotės „porcijas“ į šalia pusiaujo esančias šalis. Tai Šiaurės Rytų Afrika, jos rytinė pakrantė, Arabijos pusiasalis, Australijos šiaurė ir vakarai, dalis Indonezijos salų ir vakarinė Pietų Amerikos pakrantė.

Europoje didžiausią šviesos ir spinduliuotės dozę gauna Turkija, Pietų Ispanija, Sicilija, Sardinija, Graikijos salos, Prancūzijos pakrantė (pietinė dalis), taip pat dalis Italijos, Kipro ir Kretos.

O kaip mes?

Bendra saulės spinduliuotė Rusijoje pasiskirsto iš pirmo žvilgsnio netikėtai. Mūsų šalies teritorijoje, kaip bebūtų keista, delną laiko ne Juodosios jūros kurortai. Didžiausios saulės spinduliuotės dozės susidaro teritorijose, besiribojančiose su Kinija ir Severnaja Zemlija. Apskritai saulės spinduliuotė Rusijoje nėra itin intensyvi, o tai visiškai paaiškinama mūsų šiaurine geografine padėtimi. Minimalus saulės spindulių kiekis patenka į šiaurės vakarų regioną – Sankt Peterburgą, kartu su aplinkinėmis vietovėmis.

Saulės spinduliuotė Rusijoje yra prastesnė nei Ukrainoje. Ten daugiausia ultravioletinės spinduliuotės patenka į Krymą ir teritorijas už Dunojaus, o antroje vietoje yra Karpatai ir pietiniai Ukrainos regionai.

Bendra (įskaitant ir tiesioginę, ir išsklaidytą) saulės spinduliuotės, krentančios ant horizontalaus paviršiaus, suma nurodyta mėnesiams specialiai sukurtose skirtingoms teritorijoms lentelėse ir matuojama MJ/m2. Pavyzdžiui, saulės spinduliuotė Maskvoje svyruoja nuo 31-58 žiemos mėnesiais iki 568-615 vasarą.

Apie saulės insoliaciją

Insoliacija arba naudingos spinduliuotės kiekis, krentantis ant saulės apšviesto paviršiaus, įvairiose geografinėse vietose labai skiriasi. Metinė insoliacija skaičiuojama kvadratiniam metrui megavatais. Pavyzdžiui, Maskvoje ši vertė yra 1,01, Archangelske - 0,85, Astrachanėje - 1,38 MW.

Jį nustatant būtina atsižvelgti į tokius veiksnius kaip metų laikas (žiemą yra mažesnis apšvietimas ir dienos trukmė), reljefo pobūdis (kalnai gali užstoti saulę), vietovei būdingos oro sąlygos - rūkas, dažnas lietus ir debesuotumas. Šviesą priimanti plokštuma gali būti orientuota vertikaliai, horizontaliai arba įstrižai. Insoliacijos kiekis, taip pat saulės spinduliuotės pasiskirstymas Rusijoje, pateikiami kaip duomenys, sugrupuoti lentelėje pagal miestus ir regionus, nurodant geografinę platumą.

Saulė skleidžia savo energiją visais bangos ilgiais, bet skirtingais būdais. Maždaug 44% spinduliuotės energijos yra matomoje spektro dalyje, o maksimumas atitinka geltonai žalią spalvą. Apie 48% Saulės prarastos energijos nuneša artimieji ir tolimieji infraraudonieji spinduliai. Gama spinduliai, rentgeno spinduliai, ultravioletinė ir radijo spinduliuotė sudaro tik apie 8 proc.

Matomoji saulės spinduliuotės dalis, tiriant spektrą analizuojančiais instrumentais, pasirodo esanti nehomogeniška – spektre stebimos sugerties linijos, pirmą kartą aprašytos J. Fraunhoferio 1814 m. Šios linijos atsiranda, kai tam tikro bangos ilgio fotonus sugeria įvairių cheminių elementų atomai viršutiniuose, palyginti šaltuose Saulės atmosferos sluoksniuose. Spektrinė analizė leidžia gauti informacijos apie Saulės sudėtį, nes tam tikras spektrinių linijų rinkinys itin tiksliai apibūdina cheminį elementą. Pavyzdžiui, naudojant Saulės spektro stebėjimus, buvo prognozuojamas helio atradimas, kuris vėliau buvo išskirtas Žemėje.

Stebėjimų metu mokslininkai nustatė, kad Saulė yra galingas radijo spinduliuotės šaltinis. Radijo bangos prasiskverbia į tarpplanetinę erdvę, kurias skleidžia chromosfera (centimetrinės bangos) ir korona (decimetrinės ir metro bangos). Radijo spinduliavimas iš Saulės susideda iš dviejų komponentų – pastovaus ir kintamo (sprogimų, „triukšmo audrų“). Stiprių saulės blyksnių metu radijo spinduliuotė iš Saulės padidėja tūkstančius ir net milijonus kartų, palyginti su radijo spinduliuote iš tylios Saulės. Ši radijo spinduliuotė nėra šiluminio pobūdžio.

Rentgeno spinduliai daugiausia gaunami iš viršutinių chromosferos ir vainiko sluoksnių. Ypač stipri spinduliuotė būna didžiausio saulės aktyvumo metais.

Saulė skleidžia ne tik šviesą, šilumą ir visas kitas elektromagnetinės spinduliuotės rūšis. Jis taip pat yra nuolatinio dalelių – kraujo kūnelių – srauto šaltinis. Neutrinai, elektronai, protonai, alfa dalelės ir sunkesni atomų branduoliai kartu sudaro Saulės korpuskulinę spinduliuotę. Nemažą šios spinduliuotės dalį sudaro daugiau ar mažiau nuolatinis plazmos nutekėjimas – saulės vėjas, kuris yra išorinių Saulės atmosferos sluoksnių – Saulės vainiko – tąsa. Šio nuolat pučiančio plazminio vėjo fone atskiri Saulės regionai yra labiau nukreiptų, sustiprintų, vadinamųjų korpuskulinių srautų šaltiniai. Labiausiai tikėtina, kad jie yra susiję su ypatingais Saulės vainiko regionais - vainikinėmis skylėmis, taip pat, galbūt, su ilgais aktyviais Saulės regionais. Galiausiai, galingiausi trumpalaikiai dalelių, daugiausia elektronų ir protonų, srautai yra susiję su saulės blyksniais. Dėl galingiausių blyksnių dalelės gali įgyti greitį, kuris yra pastebima šviesos greičio dalis. Tokios didelės energijos dalelės vadinamos saulės kosminiais spinduliais.

Saulės korpuskulinė spinduliuotė daro didelę įtaką Žemei ir pirmiausia jos viršutiniams atmosferos sluoksniams bei magnetiniam laukui, sukeldama daugybę geofizinių reiškinių. Žemės magnetosfera ir atmosfera saugo mus nuo žalingo saulės spinduliuotės poveikio.

Šilumos šaltiniai. Šiluminė energija turi lemiamą reikšmę atmosferos gyvenime. Pagrindinis šios energijos šaltinis yra Saulė. Kalbant apie Mėnulio, planetų ir žvaigždžių šiluminę spinduliuotę, ji Žemei yra tokia nereikšminga, kad į ją praktiškai negalima atsižvelgti. Žymiai daugiau šiluminės energijos suteikia vidinė Žemės šiluma. Geofizikų skaičiavimais, nuolatinis šilumos srautas iš Žemės vidaus padidina žemės paviršiaus temperatūrą 0°.1. Bet toks šilumos antplūdis dar toks mažas, kad į jį irgi nereikia atsižvelgti. Taigi vieninteliu šiluminės energijos šaltiniu Žemės paviršiuje galima laikyti tik Saulę.

Saulės spinduliuotė. Saulė, kurios fotosferos (spinduliuojančio paviršiaus) temperatūra yra apie 6000°, spinduliuoja energiją į erdvę visomis kryptimis. Dalis šios energijos didžiulio lygiagrečių saulės spindulių pluošto pavidalu patenka į Žemę. Saulės energija, kuri Žemės paviršių pasiekia tiesioginių saulės spindulių pavidalu, vadinama tiesioginė saulės spinduliuotė. Tačiau ne visa į Žemę nukreipta saulės spinduliuotė pasiekia žemės paviršių, nes saulės spinduliai, praeinantys per storą atmosferos sluoksnį, yra iš dalies sugeriami, dalinai išsklaidomi molekulėmis ir skendinčiomis oro dalelėmis, o dalį atspindi debesys. Ta saulės energijos dalis, kuri išsisklaido atmosferoje, vadinama išsklaidyta spinduliuotė. Išsklaidyta saulės spinduliuotė sklinda per atmosferą ir pasiekia Žemės paviršių. Tokio tipo spinduliuotę suvokiame kaip vienodą dienos šviesą, kai Saulę visiškai dengia debesys arba ji ką tik dingo žemiau horizonto.

Tiesioginė ir išsklaidyta saulės spinduliuotė, pasiekusi Žemės paviršių, nėra visiškai sugeriama. Dalis saulės spinduliuotės atsispindi nuo žemės paviršiaus atgal į atmosferą ir ten randama spindulių srauto pavidalu, taip vadinama. atspindėta saulės spinduliuotė.

Saulės spinduliuotės sudėtis yra labai sudėtinga, kuri yra susijusi su labai aukšta spinduliuojančio Saulės paviršiaus temperatūra. Tradiciškai pagal bangos ilgį saulės spinduliuotės spektras skirstomas į tris dalis: ultravioletinius (η<0,4<μ видимую глазом (η nuo 0,4μ iki 0,76μ) ir infraraudonųjų spindulių dalis (η >0,76μ). Be saulės fotosferos temperatūros, saulės spinduliuotės sudėčiai žemės paviršiuje taip pat įtakos turi dalies saulės spindulių sugėrimas ir išsklaidymas, kai jie praeina pro Žemės oro apvalkalą. Šiuo atžvilgiu saulės spinduliuotės sudėtis viršutinėje atmosferos riboje ir Žemės paviršiuje skirsis. Remiantis teoriniais skaičiavimais ir stebėjimais, nustatyta, kad ties atmosferos riba ultravioletinė spinduliuotė sudaro 5%, matomi spinduliai - 52%, infraraudonieji - 43%. Žemės paviršiuje (40° saulės aukštyje) ultravioletiniai spinduliai sudaro tik 1%, matomi - 40%, infraraudonieji - 59%.

Saulės spinduliuotės intensyvumas. Tiesioginės saulės spinduliuotės intensyvumas suprantamas kaip šilumos kiekis kalorijomis, gaunamas per minutę. nuo Saulės paviršiaus spinduliavimo energijos 1 cm 2, esantis statmenai saulės spinduliams.

Tiesioginės saulės spinduliuotės intensyvumui matuoti naudojami specialūs instrumentai – aktinometrai ir pirheliometrai; Išsklaidytos spinduliuotės kiekis nustatomas piranometru. Automatinis saulės spinduliuotės trukmės registravimas atliekamas aktinografais ir heliografais. Spektrobolografu nustatomas saulės spinduliuotės spektrinis intensyvumas.

Ties atmosferos riba, kur neįtraukiamas Žemės oro apvalkalo sugeriantis ir sklaidantis poveikis, tiesioginės saulės spinduliuotės intensyvumas yra maždaug 2 išmatos iki 1 cm 2 paviršius per 1 min. Šis kiekis vadinamas saulės konstanta. Saulės spinduliuotės intensyvumas 2 išmatos iki 1 cm 2 per 1 min. per metus suteikia tiek šilumos, kad jos pakaktų ištirpdyti ledo sluoksnį 35 m storio jei toks sluoksnis dengtų visą žemės paviršių.

Daugybė saulės spinduliuotės intensyvumo matavimų leidžia manyti, kad saulės energijos kiekis, patenkantis į viršutinę Žemės atmosferos ribą, patiria kelių procentų svyravimus.

Be to, per metus tam tikras saulės spinduliuotės intensyvumo pokytis įvyksta dėl to, kad Žemė savo metiniu sukimu juda ne ratu, o elipse, kurios viename iš židinių yra Saulė. . Šiuo atžvilgiu kinta atstumas nuo Žemės iki Saulės ir dėl to kinta saulės spinduliuotės intensyvumas. Didžiausias intensyvumas stebimas apie sausio 3 d., kai Žemė yra arčiausiai Saulės, o mažiausias – apie liepos 5 d., kai Žemė yra didžiausiu atstumu nuo Saulės.

Dėl šios priežasties saulės spinduliuotės intensyvumo svyravimai yra labai maži ir gali būti svarbūs tik teoriškai. (Energijos kiekis didžiausiu atstumu yra susijęs su energijos kiekiu minimaliu atstumu 100:107, t. y. skirtumas yra visiškai nereikšmingas.)

Žemės rutulio paviršiaus apšvitinimo sąlygos. Vien sferinė Žemės forma lemia tai, kad Saulės spinduliavimo energija Žemės paviršiuje pasiskirsto labai netolygiai.

Taigi pavasario ir rudens lygiadienio dienomis (kovo 21 ir rugsėjo 23 d.) tik ties pusiauju vidurdienį spindulių kritimo kampas bus 90° (30 pav.), o artėjant prie ašigalių. sumažinti nuo 90 iki 0°. Taigi,

jei ties pusiauju gaunamos spinduliuotės kiekis bus laikomas 1, tai 60-oje lygiagretėje jis bus išreikštas 0,5, o ašigalyje - 0.

Priklausomai nuo metų laiko, keičiasi ne tik spindulių kritimo kampas, bet ir apšvietimo trukmė. Jei atogrąžų šalyse dienos ir nakties trukmė visais metų laikais yra maždaug vienoda, tai poliarinėse šalyse, atvirkščiai, ji labai skiriasi. Taigi, pavyzdžiui, 70° Š. w. vasarą Saulė nenusileidžia 65 dienas 80° šiaurės platumos. sh - 134, o prie stulpo -186. Dėl šios priežasties radiacija Šiaurės ašigalyje vasaros saulėgrįžos dieną (birželio 22 d.) yra 36% didesnė nei ties pusiauju. Kalbant apie visą vasaros pusmetį, bendras šilumos ir šviesos kiekis, kurį ašigalyje gauna tik 17% mažiau nei ties pusiauju.

Taigi vasarą poliarinėse šalyse apšvietimo trukmė daugiausia kompensuoja radiacijos trūkumą, kuris yra mažo spindulių kritimo kampo pasekmė. Žiemos pusmetį vaizdas visai kitoks: radiacijos kiekis tame pačiame Šiaurės ašigalyje bus lygus 0. Dėl to per metus ašigalyje vidutinis spinduliuotės kiekis yra 2,4 mažesnis nei tame pačiame Šiaurės ašigalyje. pusiaujo. Iš viso to, kas pasakyta, išplaukia, kad saulės energijos kiekį, kurį Žemė gauna per spinduliuotę, lemia spindulių kritimo kampas ir švitinimo trukmė. cm 2 Jei skirtingose ​​platumose nebūtų atmosferos, žemės paviršius gautų tokį šilumos kiekį per dieną, išreikštą kalorijomis 1

(žr. lentelę 92 puslapyje). Lentelėje pateiktas spinduliuotės pasiskirstymas žemės paviršiuje paprastai vadinamas saulės klimatas.

Kartojame, kad tokį radiacijos pasiskirstymą turime tik ties viršutine atmosferos riba. Saulės spinduliuotės atmosferoje susilpnėjimas.

Iki šiol kalbėjome apie saulės šilumos pasiskirstymo žemės paviršiuje sąlygas, neatsižvelgdami į atmosferą. Tuo tarpu atmosfera šiuo atveju turi didelę reikšmę. Saulės spinduliuotė, eidama per atmosferą, patiria sklaidą ir, be to, absorbciją. Abu šie procesai kartu reikšmingai susilpnina saulės spinduliuotę. Saulės spinduliai, eidami per atmosferą, pirmiausia patiria sklaidą (difuziją). Sklaidą sukuria tai, kad šviesos spinduliai, lūžę ir atsispindėję nuo oro molekulių ir ore esančių kietųjų ir skystųjų kūnų dalelių, nukrypsta nuo tiesaus kelio.

Sklaida labai susilpnina saulės spinduliuotę. Didėjant vandens garų ir ypač dulkių dalelių kiekiui, didėja sklaida ir susilpnėja spinduliuotė. Didžiuosiuose miestuose ir dykumose, kur dulkių kiekis ore didžiausias, sklaida susilpnina radiacijos stiprumą 30-45%. Dėl sklaidos gaunama dienos šviesa, kuri apšviečia objektus, net jei saulės spinduliai tiesiogiai ant jų nepatenka. Išsklaidymas lemia ir dangaus spalvą.

Dabar pakalbėkime apie atmosferos gebėjimą sugerti saulės spinduliuojamą energiją. Pagrindinės atmosferą sudarančios dujos sugeria palyginti mažai spinduliavimo energijos. Priemaišos (vandens garai, ozonas, anglies dioksidas ir dulkės), priešingai, pasižymi dideliu sugeriamumu.

Troposferoje didžiausia priemaiša yra vandens garai. Jie ypač stipriai sugeria infraraudonuosius (ilgojo bangos ilgio), t.y., daugiausia šiluminius spindulius. Ir kuo daugiau vandens garų atmosferoje, tuo natūraliai daugiau ir. absorbcija. Vandens garų kiekis atmosferoje labai kinta. Natūraliomis sąlygomis jis svyruoja nuo 0,01 iki 4% (pagal tūrį).

Ozonas turi labai didelę absorbcinę galią. Didelė ozono priemaiša, kaip jau minėta, yra apatiniuose stratosferos sluoksniuose (virš tropopauzės). Ozonas beveik visiškai sugeria ultravioletinius (trumpųjų bangų) spindulius.

Anglies dioksidas taip pat pasižymi dideliu sugerties pajėgumu. Jis daugiausia sugeria ilgųjų bangų, t. y. daugiausia šiluminius spindulius.

Ore esančios dulkės taip pat sugeria dalį saulės spinduliuotės.

Kaitinamas saulės spindulių, jis gali žymiai padidinti oro temperatūrą.

Iš viso į Žemę patenkančios saulės energijos atmosfera sugeria tik apie 15 proc.

Priklausomai nuo spindulių kritimo kampo, keičiasi ne tik spindulių skaičius, bet ir jų kokybė. Per laikotarpį, kai Saulė yra zenite (virš galvos), ultravioletiniai spinduliai sudaro 4 proc.

matomas - 44% ir infraraudonųjų spindulių - 52%. Kai Saulė yra netoli horizonto, ultravioletinių spindulių visiškai nėra, matomi 28%, o infraraudonieji - 72%.

Atmosferos įtakos saulės spinduliuotei sudėtingumą dar labiau apsunkina tai, kad jos perdavimo pajėgumai labai skiriasi priklausomai nuo metų laiko ir oro sąlygų. Taigi, jei dangus visą laiką liktų be debesų, tai kasmetinė saulės spinduliuotės antplūdžio eiga įvairiose platumose galėtų būti grafiškai išreikšta taip (32 pav.) Brėžinyje aiškiai matyti, kad esant be debesų dangui Maskvoje gegužės mėn. Birželio ir liepos mėnesiais daugiau šilumos būtų gaunama iš saulės spinduliuotės nei ties pusiauju. Lygiai taip pat gegužės antroje pusėje, birželį ir liepos pirmąją pusę Šiaurės ašigalyje būtų gauta daugiau šilumos nei ties pusiauju ir Maskvoje. Kartojame, kad taip būtų su be debesų dangumi. Tačiau iš tikrųjų tai neveikia, nes debesuotumas žymiai susilpnina saulės spinduliuotę. Pateiksime pavyzdį, pavaizduotą grafike (33 pav.). Grafike matyti, kiek saulės spinduliuotės nepasiekia Žemės paviršiaus: nemažą jos dalį vėluoja atmosfera ir debesys.

Tačiau reikia pasakyti, kad debesų sugeriama šiluma iš dalies sušildo atmosferą, o iš dalies netiesiogiai pasiekia žemės paviršių.

Kasdieniai ir metiniai saulės intensyvumo svyravimaišviesos spinduliuotė. Tiesioginės saulės spinduliuotės intensyvumas Žemės paviršiuje priklauso nuo Saulės aukščio virš horizonto ir nuo atmosferos būklės (jos dulkėtumo). Jeigu. Jei atmosferos skaidrumas būtų pastovus visą dieną, tai didžiausias saulės spinduliuotės intensyvumas būtų stebimas vidurdienį, o minimalus – saulėtekio ir saulėlydžio metu. Šiuo atveju dienos saulės spinduliuotės intensyvumo grafikas būtų simetriškas pusės paros atžvilgiu.

Dulkių, vandens garų ir kitų priemaišų kiekis atmosferoje nuolat kinta. Šiuo atžvilgiu keičiasi oro skaidrumas ir sutrinka saulės spinduliuotės intensyvumo grafiko simetrija. Dažnai, ypač vasarą, vidurdienį, kai žemės paviršius intensyviai įkaista, kyla galingos aukštyn kylančios oro srovės, atmosferoje didėja vandens garų ir dulkių kiekis.

Dėl to labai sumažėja saulės spinduliuotė vidurdienį; Didžiausias spinduliuotės intensyvumas šiuo atveju stebimas priešpiet ​​arba po pietų. Kasmetinė saulės spinduliuotės intensyvumo kaita taip pat susijusi su Saulės aukščio virš horizonto pokyčiais ištisus metus ir su atmosferos skaidrumo būkle įvairiais metų laikais. Šiaurės pusrutulio šalyse didžiausias Saulės aukštis virš horizonto būna birželio mėnesį. Tačiau tuo pat metu pastebimas didžiausias atmosferos dulkėtumas. Todėl didžiausias intensyvumas dažniausiai būna ne vasaros viduryje, o pavasario mėnesiais, kai Saulė pakyla gana aukštai* virš horizonto, o atmosfera po žiemos išlieka gana skaidri. Norėdami iliustruoti kasmetinį saulės spinduliuotės intensyvumo svyravimą šiauriniame pusrutulyje, pateikiame duomenis apie mėnesio vidutines vidurdienio spinduliuotės intensyvumo vertes Pavlovske.

Saulės spinduliuotės šilumos kiekis.

Tiesioginės ir išsklaidytos spinduliuotės vaidmuo metiniame šilumos kiekyje, kurį žemės paviršius gauna įvairiose Žemės rutulio platumose, yra skirtingas. Aukštose platumose metiniame šilumos kiekyje vyrauja išsklaidyta spinduliuotė. Mažėjant platumai, dominuoja tiesioginė saulės spinduliuotė.

Pavyzdžiui, Tikhaya įlankoje išsklaidyta saulės spinduliuotė suteikia 70% metinio šilumos kiekio, o tiesioginė spinduliuotė - tik 30%. Taškente, priešingai, tiesioginė saulės spinduliuotė suteikia 70%, išsklaidyta tik 30%. Žemės atspindys. Albedas. Kaip jau minėta, Žemės paviršius sugeria tik dalį saulės energijos, kuri ją pasiekia tiesioginės ir išsklaidytos spinduliuotės pavidalu. Kita dalis atsispindi atmosferoje. Saulės spinduliuotės, kurią atspindi tam tikras paviršius, ir spinduliavimo energijos srauto, patenkančio į šį paviršių, santykis vadinamas albedo.

Albedas išreiškiamas procentais ir apibūdina tam tikro paviršiaus ploto atspindį.

Albedas priklauso nuo paviršiaus pobūdžio (dirvožemio savybių, sniego, augmenijos, vandens ir kt.) ir nuo Saulės spindulių kritimo į Žemės paviršių kampo. Pavyzdžiui, jei spinduliai krenta į žemės paviršių 45° kampu, tada:

Iš aukščiau pateiktų pavyzdžių aišku, kad skirtingų objektų atspindys nėra vienodas.

Didžiausias jis yra prie sniego ir mažiausiai prie vandens. Tačiau mūsų pateikti pavyzdžiai susiję tik su tais atvejais, kai Saulės aukštis virš horizonto yra 45°. Kai šis kampas mažėja, atspindėjimas didėja. Taigi, pavyzdžiui, 90° saulės aukštyje vanduo atspindi tik 2%, esant 50° - 4%, esant 20° - 12%, 5° - 35-70% (priklausomai nuo vandens paviršiaus būklės). ). Žemė, gaudama saulės energiją, įkaista ir pati tampa šilumos spinduliavimo į kosmosą šaltiniu. Tačiau žemės paviršiaus skleidžiami spinduliai labai skiriasi nuo saulės spindulių. Žemė skleidžia tik ilgųjų bangų (λ 8-14 μ) nematomus infraraudonuosius (šiluminius) spindulius. Žemės paviršiaus skleidžiama energija vadinama antžeminė spinduliuotė. Radiacija iš Žemės atsiranda... dieną ir naktį. Kuo aukštesnė spinduliuojančio kūno temperatūra, tuo didesnis spinduliuotės intensyvumas. Žemės spinduliuotė apskaičiuojama tais pačiais vienetais kaip ir saulės spinduliuotė, t.y. kalorijomis nuo 1 cm 2 paviršius per 1 min. Stebėjimai parodė, kad antžeminės spinduliuotės kiekis yra mažas. Paprastai jis siekia 15–18 šimtųjų kalorijų. Tačiau veikiant nuolat, jis gali suteikti reikšmingą šiluminį efektą.

Stipriausia antžeminė spinduliuotė gaunama esant be debesų dangaus ir gero atmosferos skaidrumo. Debesuotumas (ypač žemas debesuotumas) žymiai sumažina antžeminę spinduliuotę ir dažnai ją sumažina iki nulio. Čia galima sakyti, kad atmosfera kartu su debesimis yra gera „antklodė“, apsauganti Žemę nuo per didelio atšalimo. Atmosferos dalys, kaip ir žemės paviršiaus sritys, skleidžia energiją pagal savo temperatūrą. Ši energija vadinama atmosferos spinduliuotė. Atmosferos spinduliuotės intensyvumas priklauso nuo skleidžiamos atmosferos dalies temperatūros, taip pat nuo ore esančių vandens garų ir anglies dioksido kiekio.

Atmosferos spinduliuotė priklauso ilgųjų bangų grupei. Jis plinta atmosferoje visomis kryptimis; tam tikras jo kiekis pasiekia žemės paviršių ir jį sugeria, kita dalis patenka į tarpplanetinę erdvę. APIE

saulės energijos patekimas ir suvartojimas į Žemę. cm 2Žemės paviršius, viena vertus, gauna saulės energiją tiesioginės ir išsklaidytos spinduliuotės pavidalu, kita vertus, dalį šios energijos praranda antžeminės spinduliuotės pavidalu. Dėl saulės energijos patekimo ir suvartojimo gaunamas tam tikras rezultatas Kai kuriais atvejais šis rezultatas gali būti teigiamas, kitais – neigiamas. išmatos sausio 8 d. Diena be debesų. 1 dieną išmatosŽemės paviršius gautas per 20 dienų tiesioginė saulės spinduliuotė ir 12 išsklaidyta spinduliuotė; iš viso tai duoda 32 kal. Tuo pačiu metu dėl radiacijos 1 tiesioginė saulės spinduliuotė ir 12 cm? išmatosŽemės paviršiaus prarado 202

Dėl to, kalbant buhalterine kalba, balansas turi 170 nuostolių (neigiamas balansas). nuo išsklaidytos spinduliuotės 46 tiesioginė saulės spinduliuotė ir 12 Taigi iš viso žemės paviršius gavo 1 cm 2 676 tiesioginė saulės spinduliuotė ir 12 173 prarado dėl antžeminės spinduliuotės tiesioginė saulės spinduliuotė ir 12 Balansas rodo 503 pelną išmatos(balansas teigiamas).

Iš pateiktų pavyzdžių, be kita ko, visiškai aišku, kodėl vidutinio klimato platumos žiemą šaltos, o vasarą šiltos.

Saulės spinduliuotės naudojimas techniniams ir buitiniams tikslams. Saulės spinduliuotė yra neišsenkantis natūralus energijos šaltinis. Saulės energijos kiekį Žemėje galima spręsti pagal šį pavyzdį: jei, pavyzdžiui, panaudosime saulės spinduliuotės šilumą, patenkančią tik į 1/10 SSRS ploto, tai galime gauti energiją, lygią darbui. 30 tūkstančių Dniepro hidroelektrinių.

Žmonės jau seniai siekė laisvą saulės spinduliuotės energiją panaudoti savo reikmėms. Iki šiol sukurta daug įvairių saulės elektrinių, kurios veikia naudojant saulės spinduliuotę ir yra plačiai naudojamos pramonėje bei gyventojų buitiniams poreikiams tenkinti. Pietiniuose SSRS regionuose saulės vandens šildytuvai, katilai, sūraus vandens gėlinimo įrenginiai, saulės džiovyklos (vaisiams džiovinti), virtuvės, vonios, šiltnamiai ir medicininės paskirties prietaisai veikia remiantis plačiai paplitusiu saulės spinduliuotės naudojimu. pramonė ir komunalinės paslaugos. Saulės spinduliuotė kurortuose plačiai naudojama žmonių sveikatai gydyti ir gerinti.

Pudovkin O.L. Saulės struktūra ir elektromagnetinė spinduliuotė 0 Maskva, 2014 m

Pudovkinas O.L. Saulės struktūra ir elektromagnetinė spinduliuotė, Maskva, 2014 1

UDC 52 + 55 Pudovkin O.L. Saulės sandara ir elektromagnetinė spinduliuotė. – Atvira elektroninės leidybos platforma SPUBLER. Publikavimo data: 2014-08-17. - 22 s. Pateikiama bendra informacija Saulės elektromagnetinės spinduliuotės tema, reikalinga Žemės nuotolinio stebėjimo kosminių sistemų kūrėjams ir kosminės informacijos naudotojams. 2

1. Saulės sandara Saulė yra arčiausiai Žemės esanti žvaigždė, nutolusi nuo mūsų 8,32 ± 0,16 šviesos minučių atstumu. Visos kitos žvaigždės yra daug toliau. Mums artimiausia žvaigždė yra Proxima Centauri [iš. lat roxima – arčiausiai] yra Alfa Kentauro žvaigždžių sistemai priklausanti raudonoji nykštukė, esanti 4,2421 ± 0,0016 šviesmečių atstumu, o tai 270 000 kartų viršija atstumą nuo Žemės iki Saulės. 1 paveikslas – Saulės sandara.

1.1. Vidiniai saulės sluoksniai Praėjusio šimtmečio teoriniai tyrimai, patvirtinti pastarųjų dešimtmečių eksperimentiniais duomenimis, parodė, kad vidiniai (tiesiogiai nepastebimi) Saulės sluoksniai susideda iš trijų pagrindinių dalių, maždaug vienodo gylio: branduolinių reakcijų zonos. ; Šerdis yra vienintelė vieta Saulėje, kur energija ir šiluma gaunama iš termobranduolinės reakcijos, likusią žvaigždės dalį šildo ši energija. Visa pagrindinė energija 4

paeiliui pereina per sluoksnius iki fotosferos, iš kurios išsiskiria saulės šviesos ir kinetinės energijos pavidalu. Taigi konvekcinėje Saulės zonoje vyksta nuolatinis maišymosi procesas. Manoma, kad jame judantys plazmos srautai daugiausia prisideda prie saulės magnetinio lauko susidarymo.

1.2. Saulės atmosfera Saulės atmosfera reiškia tris išorinius jos sluoksnius – fotosferą, chromosferą ir vainikinę. Korona virsta saulės vėju. Sluoksniai yra virš konvekcinės zonos ir daugiausia (pagal atomų skaičių) susideda iš vandenilio, helio - 10%, anglies, azoto ir deguonies - 0,0001%, metalų kartu su visais kitais cheminiais elementais - 0,00001%. Viršutinė chromosferos riba neturi ryškaus lygaus paviršiaus, vadinamo spikulais.

Spikulas yra pagrindinis saulės chromosferos smulkiosios struktūros elementas. Jei stebėsite Saulės galūnę tam tikro ir griežtai pastovaus dažnio šviesoje, tada spuogeliai bus matomi kaip šviečiančių dujų stulpeliai, gana ploni saulės skalėje, kurios skersmuo yra apie 1000 km. Šie stulpeliai pirmiausia pakyla iš apatinės chromosferos iki 5000–10000 km, o paskui krenta atgal, kur išnyksta. Visa tai vyksta maždaug 20 000 m/s greičiu. Spicula gyvena 5-10 minučių. Kadangi vainiko temperatūra yra labai aukšta, ji skleidžia intensyvią ultravioletinių ir rentgeno spindulių spinduliuotę. Šios spinduliuotės neprasiskverbia per žemės atmosferą, bet yra tiriamos naudojant erdvėlaivius. Spinduliavimas įvairiose vainiko srityse vyksta netolygiai.

Yra karštų aktyvių ir tylių regionų, taip pat vainikinių skylių, kurių temperatūra palyginti žema – 600 000 K, iš kurių į kosmosą išnyra magnetinio lauko linijos. Ši „atvira“ magnetinė konfigūracija leidžia dalelėms netrukdomai palikti Saulę, todėl saulės vėjas daugiausia sklinda iš vainikinių skylių. Jei centre yra gama spinduliuotė ir rentgeno spinduliai, tai viduriniuose saulės rutulio sluoksniuose vyrauja ultravioletiniai spinduliai, o skleidžiančiame Saulės paviršiuje - fotosferoje - jie virsta šviesos diapazono bangomis. radiacijos.

Saulės spinduliuotė daugiausia yra infraraudonųjų spindulių diapazone, ir tik nedidelė dalis yra radijo spinduliuotė.

Saulės spinduliavimo energija yra pagrindinis Žemės energijos šaltinis. Žvaigždžių ir Mėnulio spinduliuotė, palyginti su saule, yra nežymiai maža ir neturi reikšmingo indėlio į Žemėje vykstančius procesus. Energijos srautas, kuris nukreipiamas į Žemės paviršių iš planetos gelmių, taip pat yra nereikšmingas.

Trumpųjų bangų spektro dalis yra žalingiausia gyvybei Žemėje ir apima: gama spinduliuotę (gama spindulius, γ spindulius) - elektromagnetinės spinduliuotės rūšį, kurios bangos ilgis yra labai trumpas - mažesnis nei 5·10-3 nm. dažnis – daugiau 6·1019 Hz), su ryškiomis korpuskulinėmis ir silpnai išreikštomis banginėmis savybėmis. Šaltinis – branduoliniai ir kosminiai procesai, radioaktyvusis skilimas; 13 - 6,20 eV Tolimasis FUV 200 nm - 122 nm 6,20 - 10,2 eV Ekstremalus EUV, XUV 121 nm - 10 nm 10,2 - 124 eV Ultravioletinis A, ilgosios bangos UV-A, UVA -4,03 nm -4,03 V diapazono ultravioletiniai spinduliai B, vidutinės bangos UV-B, UVB 315 nm - 280 nm 3,94 - 4,43 eV diapazonas Ultravioletinis C, trumpųjų bangų UV-C, UVC 280 nm - 100 nm 4,43 - 12,4 eV diapazonas 11

Artimas ultravioletinių spindulių diapazonas dažnai vadinamas „juoda šviesa“, nes žmogaus akis jo neatpažįsta, tačiau atsispindėdamas nuo kai kurių medžiagų spektras persikelia į matomą sritį. Tolimajam ir kraštutiniam diapazonui dažnai vartojamas terminas „vakuumas“ (VUV) dėl to, kad šio diapazono bangas stipriai sugeria Žemės atmosfera. 6 pav. – Niutono spalvų ratas iš knygos „Optika“ (1704), parodantis spalvų ir muzikos natų santykį. Spektro spalvos nuo „raudonos“ iki „violetinės“ yra atskirtos natomis, pradedant nata „D“ (D). Apskritimas yra visa oktava.

Baltą spindulį skaidant prizmėje susidaro spektras, kuriame skirtingo bangos ilgio spinduliuotė lūžta skirtingais kampais. Spalvos, įtrauktos į spektrą, tai yra tos spalvos, kurias galima gauti to paties bangos ilgio (arba labai siauro diapazono) šviesos bangomis, vadinamos spektrinėmis spalvomis. Pagrindinės matomos šviesos spektrinės spalvos turi savo pavadinimus, o jų charakteristikos pateiktos lentelėje. Vidutiniame diapazone didžiąją dalį spinduliuotės sugeria atmosferos komponentai 13

(vandens garai, anglies dioksidas). Tolimajame podiapazone atmosferoje išsklaido mažiau energijos, o pagrindinis spinduliuotės šaltinis yra Žemės paviršius. Infraraudonieji spinduliai skirtingai veikia augalus. Pavyzdžiui, pomidorai ir agurkai silpnai reaguoja į infraraudonųjų spindulių šviesą iki 1100 nm. Šis šviesos diapazonas veikia hiposkilčių, stiebų ir ūglių tempimą. Netoliese esanti radiacija žemoje temperatūroje gali būti iš dalies sugerta chlorofilo ir neperkaitinti lapo, o tai bus naudinga fotosintezei.

7 pav. Bangos ilgio poveikis augalų vystymuisi Radijo bangos (mikrobangos). Saulė skleidžia ne tik energiją nuo gama iki infraraudonųjų spindulių, bet ir radijo bangas, kurias Žemės atmosfera skleidžia nuo kelių milimetrų iki dešimčių metrų ilgio. Nepaisant daugybės ankstyvų bandymų aptikti Saulės radijo bangas, jos buvo atrastos tik 1942 m. vasario mėn., kaip trukdžių šaltinis Britanijos radarų ekranams Antrojo pasaulinio karo metais. Ją užbaigus 1945 m., prasidėjo sparti radijo astronomijos, įskaitant saulės astronomiją, raida. 15

8 pav. Saulės radijo spinduliuotės pagrindinių komponentų intensyvumo (jų ryškumo temperatūros) priklausomybė nuo dažnio (bangos ilgio) Ryškumo temperatūra yra fotometrinis dydis, apibūdinantis spinduliavimo intensyvumą. Dažnai naudojamas radijo astronomijoje. Pagal apibrėžimą ryškumo temperatūra yra temperatūra, kurią turėtų visiškai juodas kūnas, jei jo intensyvumas būtų toks pat tam tikrame dažnių diapazone. Reikėtų pažymėti, kad ryškumo temperatūra nėra temperatūra įprasta prasme. Jis charakterizuoja spinduliuotę ir, priklausomai nuo spinduliavimo mechanizmo, gali labai skirtis nuo spinduliuojančio kūno fizinės temperatūros. Pavyzdžiui, pulsarams jis siekia 1026 0K.

Teritorijoje tarp dėmių pastebimi šaltiniai, kurie, matyt, yra ne terminio pobūdžio. Po III tipo radijo pliūpsnių 10% atvejų stebimas radijo spinduliavimas plačiame dažnių diapazone, kurio didžiausias intensyvumas yra ~ 100 MHz (λ ~ 3 m) dažniu. Ši emisija vadinama V tipo radijo pliūpsniais, pliūpsniai trunka apie 1-3 minutes. Matyt, jie taip pat atsiranda dėl plazmos bangų generavimo.

į viršutinius vainiko sluoksnius. Paprastai IV tipo radijo šaltiniai karūnoje kyla kelių šimtų km/s greičiu ir gali būti atsekami iki 5 saulės spindulių aukščio virš fotosferos. Blyksniai, siejami su intensyviais centimetrų pliūpsniais ir II ir IV tipo radijo spinduliuotėmis metro bangomis, dažnai lydi geofizinių efektų – protonų srautų intensyvumo arti Žemės erdvėje padidėjimo, trumpųjų bangų radijo ryšio nutraukimo. per poliarinius regionus, geomagnetines audras ir kt. Norint prognozuoti šiuos trumpalaikius efektus, galima naudoti radijo spinduliuotę plačiame dažnių diapazone. Elektros ir elektronikos inžinierių institutas – IEEE Elektros ir elektronikos inžinierių institutas] yra tarptautinė ne pelno siekianti technologijų srities specialistų asociacija.

elektros inžinieriai [iš anglų k. Amerikos elektros inžinierių institutas, AIEE], įkurtas 1884 m.

3. Saulės insoliacija ties viršutine Žemės atmosferos riba Svarbiausias parametras, lemiantis fizines sąlygas Saulės sistemos planetose, yra iš Saulės gaunamos energijos kiekis, kuriam būdinga saulės konstanta S0. Žemės planetos saulės konstantos vertės pokytis per pastaruosius 35 metus parodytas paveikslėlyje.

Santykinis saulės srauto pokytis ties viršutine Žemės atmosferos riba (()) įvairiais metų mėnesiais pateiktas lentelėje.

Kadangi Saulė arčiausiai Žemės priartėja sausio mėnesį (šiaurinio pusrutulio žiema), paros saulės energijos kiekių pasiskirstymas nėra visiškai vienodas. Didžiausia insoliacija įvyksta vasarą ties ašigaliais, kuri yra susijusi su šviesos paros valandų trukme (24 val.). Poliarinėmis naktimis poliarinėse naktyse poliarinėse naktyse jis yra lygus nuliui. Trumpųjų bangų ilgio subdiapazone infraraudonoji spinduliuotė yra išsklaidyta beveik taip pat, kaip ir matomame diapazone, o pagrindinis šios spinduliuotės šaltinis yra Saulė. Vidutiniame diapazone didžiąją dalį spinduliuotės sugeria atmosferos komponentai (vandens garai, anglies dioksidas). Tolimajame podiapazone atmosferoje išsklaido mažiau energijos, o pagrindinis spinduliuotės šaltinis yra Žemės paviršius.

6 lentelė. Santykiniai saulės srauto pokyčiai pagal mėnesius Mėnesio numeris 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 d metais, % 3,4 2,8 1,8 0,2 -1,5 -2,8 -3 ,5 -3,1 -1,7 -0,1,8 1. iš lentelės matyti, kad žiemą Žemė iš Saulės gauna daugiau energijos nei vasarą. Žiemą Žemė yra arčiau Saulės nei vasarą, todėl gauna beveik 7% daugiau energijos.

Bendra saulės energija, patenkanti per dieną į vieną vietą, gali būti nustatyta pagal išraišką [ ()], (7), kur H yra pusė dienos šviesos valandų, t.y. nuo saulėtekio ir saulėlydžio iki vidurdienio;

ω – kampinis Žemės sukimosi greitis;

Senovėje saulės spinduliuotės šaltinis – Saulė – buvo dievybė, garbinimo vertas objektas. Saulės trajektorija danguje žmonėms atrodė akivaizdus Dievo valios įrodymas. Bandymai suprasti reiškinio esmę, paaiškinti, kas yra ši žvaigždė, buvo daromi ilgą laiką, o Kopernikas prie jų ypač reikšmingai prisidėjo, suformavęs heliocentrizmo idėją, kuri ryškiai skyrėsi nuo visuotinai priimtos. to laikmečio geocentrizmas. Tačiau tikrai žinoma, kad net senovėje mokslininkai ne kartą galvojo apie tai, kas yra Saulė, kodėl ji tokia svarbi bet kokioms mūsų planetos gyvybės formoms, kodėl šio šviesuolio judėjimas yra būtent toks, kokį mes matome. tai.

Technologijų pažanga leido geriau suprasti, kas yra Saulė, kokie procesai vyksta žvaigždės viduje, jos paviršiuje. Mokslininkai sužinojo, kas yra saulės spinduliuotė, kaip dujų objektas veikia savo įtakos zonoje esančias planetas, ypač žemės klimatą. Dabar žmonija turi pakankamai didelę žinių bazę, kad galėtų drąsiai teigti: pavyko išsiaiškinti, kokia yra Saulės skleidžiama spinduliuotė savo esme, kaip išmatuoti šį energijos srautą ir kaip suformuluoti jos poveikio įvairioms formoms ypatybes. organinės gyvybės Žemėje.

Apie terminus

Svarbiausias žingsnis įvaldant koncepcijos esmę buvo padarytas praėjusiame amžiuje. Būtent tada iškilusis astronomas A. Eddingtonas suformulavo prielaidą: saulės gelmėse vyksta termobranduolinė sintezė, leidžianti išleisti didžiulį kiekį energijos, išspinduliuotos į erdvę aplink žvaigždę. Bandant įvertinti saulės spinduliuotės dydį, buvo stengiamasi nustatyti tikruosius aplinkos parametrus ant šviestuvo. Taigi, šerdies temperatūra, pasak mokslininkų, siekia 15 milijonų laipsnių. To pakanka norint susidoroti su abipuse atstumiančia protonų įtaka. Vienetų susidūrimas veda prie helio branduolių susidarymo.

Nauja informacija patraukė daugelio iškilių mokslininkų, tarp jų ir A. Einšteino, dėmesį. Bandydami įvertinti saulės spinduliuotės kiekį, mokslininkai nustatė, kad helio branduoliai savo masėje yra mažesni už bendrą 4 protonų vertę, reikalingą naujai struktūrai susidaryti. Taip buvo nustatytas reakcijų požymis, vadinamas „masiniu defektu“. Tačiau gamtoje niekas negali išnykti be pėdsakų! Bandydami rasti „pabėgusias“ vertybes, mokslininkai lygino energetinį gydymą ir masinių pokyčių specifiką. Būtent tada buvo galima atskleisti, kad skirtumą skleidžia gama spinduliai.

Išspinduliuojami objektai iš mūsų žvaigždės šerdies patenka į jos paviršių per daugybę dujinių atmosferos sluoksnių, todėl elementai suskaidomi ir jų pagrindu susidaro elektromagnetinė spinduliuotė. Tarp kitų saulės spindulių rūšių yra žmogaus akies suvokiama šviesa. Apytikriais skaičiavimais, gama spindulių praeinamumas trunka apie 10 milijonų metų. Dar aštuonios minutės – ir skleidžiama energija pasiekia mūsų planetos paviršių.

Kaip ir ką?

Saulės spinduliuotė yra bendras elektromagnetinės spinduliuotės kompleksas, kurio diapazonas yra gana platus. Tai apima vadinamąjį saulės vėją, tai yra energijos srautą, kurį sudaro elektronai ir šviesos dalelės. Mūsų planetos atmosferos ribiniame sluoksnyje nuolat stebimas toks pat saulės spinduliuotės intensyvumas. Žvaigždės energija yra diskreti, jos perdavimas vyksta per kvantus, o korpuskulinis niuansas yra toks nereikšmingas, kad spinduliai gali būti laikomi elektromagnetinėmis bangomis. O jų pasiskirstymas, kaip nustatė fizikai, vyksta tolygiai ir tiesia linija. Taigi, norint apibūdinti saulės spinduliuotę, būtina nustatyti jai būdingą bangos ilgį. Remiantis šiuo parametru, įprasta atskirti keletą spinduliuotės tipų:

• šiltas;
• radijo banga;
• balta šviesa;
• ultravioletinis;
• gama;
• Rentgenas.

Infraraudonųjų, matomų, ultravioletinių spindulių santykis geriausiai įvertinamas taip: 52%, 43%, 5%.

Kiekybiniam spinduliuotės įvertinimui būtina apskaičiuoti energijos srauto tankį, tai yra energijos kiekį, kuris per tam tikrą laikotarpį pasiekia ribotą paviršiaus plotą.

Tyrimai parodė, kad saulės spinduliuotę daugiausia sugeria planetos atmosfera. Dėl to kaitinimas vyksta iki temperatūros, patogios Žemei būdingai organinei gyvybei. Esamas ozono apvalkalas praleidžia tik šimtąją ultravioletinės spinduliuotės dalį. Tokiu atveju gyvoms būtybėms pavojingos trumpo ilgio bangos visiškai užblokuojamos. Atmosferos sluoksniai geba išsklaidyti beveik trečdalį Saulės spindulių, o dar 20% sugeria. Vadinasi, planetos paviršių pasiekia ne daugiau kaip pusė visos energijos. Būtent šį „likutį“ mokslas vadina tiesiogine saulės spinduliuote.

O kaip daugiau detalių?

Yra keletas aspektų, kurie lemia tiesioginės spinduliuotės intensyvumą. Reikšmingiausi yra kritimo kampas, priklausantis nuo platumos (geografinė vietovės charakteristika Žemės rutulyje), ir metų laikas, lemiantis, koks didelis atstumas iki konkretaus taško nuo spinduliuotės šaltinio. Daug kas priklauso nuo atmosferos savybių – kiek ji užteršta, kiek debesų tam tikru momentu. Galiausiai, paviršiaus, ant kurio krenta spindulys, pobūdis, būtent jo gebėjimas atspindėti įeinančias bangas, vaidina svarbų vaidmenį.

Bendra saulės spinduliuotė yra dydis, sujungiantis išsklaidytą tūrį ir tiesioginę spinduliuotę. Intensyvumui įvertinti naudojamas parametras apskaičiuojamas kalorijomis ploto vienetui. Tuo pačiu atminkite, kad skirtingu paros metu radiacijai būdingos vertės skiriasi. Be to, energija negali būti tolygiai paskirstyta planetos paviršiuje. Kuo arčiau ašigalio, tuo intensyvumas didesnis, o sniego danga puikiai atspindi, o tai reiškia, kad oras neturi galimybės sušilti. Vadinasi, kuo toliau nuo pusiaujo, tuo mažesnė bus bendra saulės bangų spinduliuotė.

Kaip išsiaiškino mokslininkai, saulės spinduliuotės energija daro didelį poveikį planetos klimatui ir pajungia įvairių Žemėje egzistuojančių organizmų gyvybę. Mūsų šalyje, kaip ir artimiausių kaimynų teritorijoje, taip pat kitose šiauriniame pusrutulyje esančiose šalyse, žiemą vyrauja išsklaidyta radiacija, o vasarą dominuoja tiesioginė spinduliuotė.

Infraraudonosios bangos

Iš bendro saulės spinduliuotės kiekio įspūdingas procentas priklauso infraraudonųjų spindulių spektrui, kurio žmogaus akis nesuvokia. Dėl tokių bangų planetos paviršius įkaista, palaipsniui perduodamas šiluminę energiją oro masėms. Tai padeda palaikyti patogų klimatą ir išlaikyti sąlygas organinei gyvybei egzistuoti. Jei rimtų sutrikimų neįvyksta, klimatas išlieka santykinai nepakitęs, o tai reiškia, kad visi padarai gali gyventi įprastomis sąlygomis.

Mūsų žvaigždė nėra vienintelis infraraudonųjų bangų šaltinis. Panaši spinduliuotė būdinga bet kuriam šildomam objektui, įskaitant įprastą bateriją žmogaus namuose. Būtent infraraudonosios spinduliuotės suvokimo principu veikia daugybė prietaisų, leidžiančių matyti įkaitusius kūnus tamsoje ar kitomis akims nepatogiomis sąlygomis. Beje, pastaruoju metu taip išpopuliarėję kompaktiški įrenginiai veikia panašiu principu, įvertinant, per kurias pastato zonas patiriami didžiausi šilumos nuostoliai. Šie mechanizmai ypač paplitę tarp statybininkų, taip pat privačių namų savininkų, nes padeda nustatyti, per kurias sritis prarandama šiluma, organizuoti jų apsaugą ir išvengti nereikalingo energijos vartojimo.

Nenuvertinkite infraraudonųjų spindulių spektre esančios saulės spinduliuotės įtakos žmogaus organizmui vien todėl, kad mūsų akys tokių bangų nesuvokia. Visų pirma, spinduliuotė aktyviai naudojama medicinoje, nes ji leidžia padidinti leukocitų koncentraciją kraujotakos sistemoje, taip pat normalizuoti kraujotaką didinant kraujagyslių spindį. Prietaisai, pagrįsti IR spektru, naudojami kaip odos patologijų profilaktika, ūminių ir lėtinių formų uždegiminių procesų gydymui. Moderniausi vaistai padeda susidoroti su koloidiniais randais ir trofinėmis žaizdomis.

Tai įdomu

Remiantis saulės spinduliuotės veiksnių tyrimu, pavyko sukurti tikrai unikalius prietaisus, vadinamus termografais. Jie leidžia laiku nustatyti įvairias ligas, kurių negalima nustatyti kitomis priemonėmis. Taip galite rasti vėžį ar kraujo krešulį. IR tam tikru mastu apsaugo nuo organinei gyvybei pavojingos ultravioletinės spinduliuotės, kuri leido panaudoti tokio spektro bangas astronautų, ilgą laiką išbuvusių kosmose, sveikatai atkurti.

Mus supanti gamta vis dar paslaptinga iki šių dienų, tai galioja ir įvairaus bangos ilgio spinduliuotei. Visų pirma, infraraudonųjų spindulių šviesa dar nebuvo nuodugniai ištirta. Mokslininkai žino, kad netinkamas jo naudojimas gali pakenkti sveikatai. Taigi nepriimtina naudoti įrangą, kuri sukuria tokią šviesą, gydant pūlingas uždegimo vietas, kraujavimą ir piktybinius navikus. Infraraudonųjų spindulių spektras draudžiamas žmonėms, kenčiantiems nuo širdies ir kraujagyslių, įskaitant esančias smegenyse, disfunkcijos.

Matoma šviesa

Vienas iš visuminės saulės spinduliuotės elementų yra žmogaus akies matoma šviesa. Bangų pluoštai keliauja tiesiomis linijomis, todėl vienas kito nepersidengia. Vienu metu tai tapo nemažos dalies mokslinių darbų tema: mokslininkai ėmėsi suprasti, kodėl aplink mus tiek daug atspalvių. Paaiškėjo, kad pagrindiniai šviesos parametrai vaidina svarbų vaidmenį:

• refrakcija;
• atspindys;
• absorbcija.

Kaip nustatė mokslininkai, objektai patys negali būti matomos šviesos šaltiniai, bet gali sugerti spinduliuotę ir ją atspindėti. Atspindžio kampai ir bangų dažniai skiriasi. Per daugelį amžių žmogaus regėjimas pamažu gerėjo, tačiau tam tikri apribojimai atsiranda dėl akies biologinės sandaros: tinklainė tokia, kad gali suvokti tik tam tikrus atsispindėjusių šviesos bangų spindulius. Ši spinduliuotė yra nedidelis tarpas tarp ultravioletinių ir infraraudonųjų bangų.

Daugybė kurioziškų ir paslaptingų šviesos bruožų ne tik tapo daugelio kūrinių tema, bet ir buvo naujos fizinės disciplinos atsiradimo pagrindas. Tuo pat metu atsirado nemokslinės praktikos ir teorijos, kurių šalininkai mano, kad spalva gali turėti įtakos žmogaus fizinei būklei ir psichikai. Remdamiesi tokiomis prielaidomis, žmonės apsupa save akims maloniausiais daiktais, todėl kasdienybė tampa patogesnė.

Ultravioletinė

Ne mažiau svarbus visos saulės spinduliuotės aspektas yra ultravioletinė spinduliuotė, kurią sudaro didelės, vidutinio ir trumpo ilgio bangos. Jie skiriasi vienas nuo kito tiek fiziniais parametrais, tiek savo įtakos organinės gyvybės formoms ypatybėmis. Pavyzdžiui, ilgosios ultravioletinės bangos dažniausiai yra išsklaidytos atmosferos sluoksniuose ir tik nedidelė dalis pasiekia žemės paviršių. Kuo trumpesnis bangos ilgis, tuo giliau tokia spinduliuotė gali prasiskverbti į žmogaus (ir ne tik) odą.

Viena vertus, ultravioletinė spinduliuotė yra pavojinga, tačiau be jos neįmanoma egzistuoti įvairios organinės gyvybės. Ši spinduliuotė yra atsakinga už kalciferolio susidarymą organizme, o šis elementas yra būtinas kaulinio audinio statybai. UV spektras yra galinga rachito ir osteochondrozės profilaktika, kuri ypač svarbi vaikystėje. Be to, tokia spinduliuotė:

• normalizuoja medžiagų apykaitą;
• aktyvina būtinų fermentų gamybą;
• sustiprina regeneracinius procesus;
• skatina kraujotaką;
• plečia kraujagysles;
• stimuliuoja imuninę sistemą;
• veda prie endorfino susidarymo, o tai reiškia, kad sumažėja nervinis per didelis susijaudinimas.

Kita monetos pusė

Aukščiau buvo pasakyta, kad visa saulės spinduliuotė yra radiacijos kiekis, kuris pasiekia planetos paviršių ir yra išsklaidytas atmosferoje. Atitinkamai, šio tūrio elementas yra visų ilgių ultravioletinis. Reikia atsiminti, kad šis veiksnys turi ir teigiamą, ir neigiamą poveikį organinei gyvybei. Saulės vonios, nors ir dažnai naudingos, gali kelti pavojų sveikatai. Per didelis tiesioginių saulės spindulių buvimas, ypač padidėjusio saulės aktyvumo sąlygomis, yra žalingas ir pavojingas. Ilgalaikis poveikis organizmui, taip pat per didelis radiacijos aktyvumas sukelia:

• nudegimai, paraudimas;
• patinimas;
• hiperemija;
• karštis;
• pykinimas;
• vėmimas.

Ilgalaikis ultravioletinis švitinimas sukelia apetito, centrinės nervų sistemos ir imuninės sistemos veiklos sutrikimus. Be to, pradeda skaudėti galvą. Aprašyti simptomai yra klasikinės saulės smūgio apraiškos. Pats žmogus ne visada gali suvokti, kas vyksta – būklė pamažu blogėja. Pastebėjus, kad šalia kažkas blogai jaučiasi, reikia suteikti pirmąją pagalbą. Schema yra tokia:

• padėti pereiti nuo tiesioginės šviesos į vėsią, tamsesnę vietą;
• paguldykite pacientą ant nugaros, kad jo kojos būtų aukščiau už galvą (tai padės normalizuoti kraujotaką);
• atvėsinkite kaklą ir veidą vandeniu, o ant kaktos uždėkite šaltą kompresą;
• atsisekite kaklaraištį, diržą, nusivilkite aptemptus drabužius;
• praėjus pusvalandžiui po priepuolio, duoti atsigerti šalto vandens (nedidelį kiekį).

Jei nukentėjusysis netenka sąmonės, svarbu nedelsiant kreiptis pagalbos į gydytoją. Greitosios medicinos pagalbos komanda nugabens asmenį į saugią vietą ir suleis gliukozės arba vitamino C. Vaistas suleidžiamas į veną.

Kaip teisingai įdegti?

Kad nepasimokytumėte iš savo patirties, koks nemalonus gali būti per didelis saulės spindulių kiekis, gaunamas deginant, svarbu laikytis saugaus laiko leidimo saulėje taisyklių. Ultravioletinė šviesa inicijuoja melanino, hormono, padedančio odai apsisaugoti nuo neigiamo bangų poveikio, gamybą. Veikiant šiai medžiagai, oda tampa tamsesnė, o atspalvis įgauna bronzinį atspalvį. Iki šiol tebevyksta diskusijos apie tai, kokia ji naudinga ir žalinga žmonėms.

Viena vertus, įdegis yra organizmo bandymas apsisaugoti nuo per didelio radiacijos poveikio. Tai padidina piktybinių navikų susidarymo tikimybę. Kita vertus, įdegis laikomas madingu ir gražiu. Norint sumažinti riziką sau, prieš pradedant paplūdimio procedūras, išmintinga suprasti, kodėl saulės spindulių kiekis, gaunamas deginantis, yra pavojingas ir kaip sumažinti riziką sau. Kad patirtis būtų kuo malonesnė, saulės vonių mėgėjai turėtų:

• gerti daug vandens;
• naudoti odą apsaugančias priemones;
• degintis vakare arba ryte;
• praleisti ne ilgiau kaip valandą tiesioginiuose saulės spinduliuose;
• nevartoti alkoholio;
• į valgiaraštį įtraukti maisto produktų, kuriuose gausu seleno, tokoferolio ir tirozino. Nepamirškite apie beta karotiną.

Saulės spinduliuotės svarba žmogaus organizmui yra nepaprastai didelė. Reikia suvokti, kad skirtingi žmonės turi biochemines reakcijas su individualiomis savybėmis, todėl kai kuriems pusvalandis saulės vonių gali būti pavojingas. Išmintinga prieš paplūdimio sezoną pasikonsultuoti su gydytoju, kad jis įvertintų odos tipą ir būklę. Tai padės išvengti žalos sveikatai.

Jei įmanoma, deginimosi reikėtų vengti senatvėje, nėštumo metu. Vėžio ligos, psichikos sutrikimai, odos patologijos ir nepakankama širdies veikla nėra derinami su saulės voniomis.

Bendra radiacija: kur trūksta?

Saulės spinduliuotės pasiskirstymo procesas yra gana įdomus. Kaip minėta aukščiau, tik apie pusė visų bangų gali pasiekti planetos paviršių. Kur dingsta likusieji? Skirtingi atmosferos sluoksniai ir mikroskopinės dalelės, iš kurių jie susidaro, atlieka savo vaidmenį. Įspūdingą dalį, kaip teigiama, sugeria ozono sluoksnis – tai visos bangos, kurių ilgis nesiekia 0,36 mikrono. Be to, ozonas gali sugerti kai kurių tipų bangas iš žmogaus akiai matomo spektro, ty 0,44–1,18 mikrono diapazono.

Ultravioletinę šviesą tam tikru mastu sugeria deguonies sluoksnis. Tai būdinga spinduliuotei, kurios bangos ilgis yra 0,13–0,24 mikrono. Anglies dioksidas ir vandens garai gali sugerti nedidelę infraraudonųjų spindulių spektro dalį. Atmosferos aerozolis sugeria tam tikrą viso saulės spinduliuotės kiekio dalį (IR spektrą).

Trumposios kategorijos bangos yra išsklaidytos atmosferoje dėl mikroskopinių nevienalyčių dalelių, aerozolio ir debesų. Nehomogeniški elementai, dalelės, kurių matmenys mažesni už bangos ilgį, provokuoja molekulinę sklaidą, o didesniems būdingas reiškinys, apibūdinamas indikatoriumi, tai yra aerozolis.

Likęs saulės spinduliuotės kiekis pasiekia žemės paviršių. Jis sujungia tiesioginę spinduliuotę ir išsklaidytą spinduliuotę.

Bendra radiacija: svarbūs aspektai

Bendra vertė yra saulės spinduliuotės kiekis, kurį gauna teritorija, taip pat absorbuojamas atmosferoje. Jei danguje nėra debesų, bendras spinduliuotės kiekis priklauso nuo vietovės platumos, dangaus kūno aukščio, žemės paviršiaus tipo šioje srityje ir oro skaidrumo lygio. Kuo daugiau atmosferoje išsibarsčiusių aerozolių dalelių, tuo mažesnė tiesioginė spinduliuotė, tačiau išsklaidytos spinduliuotės dalis didėja. Paprastai, kai nėra debesų, išsklaidyta spinduliuotė sudaro ketvirtadalį visos spinduliuotės.

Mūsų šalis yra viena iš šiaurinių, todėl didžiąją metų dalį pietiniuose rajonuose radiacija yra žymiai didesnė nei šiauriniuose. Taip yra dėl žvaigždės padėties danguje. Tačiau trumpas gegužės-liepos laikotarpis yra unikalus laikotarpis, kai net šiaurėje bendra radiacija yra gana įspūdinga, nes saulė yra aukštai danguje, o dienos šviesos laikas ilgesnis nei kitais metų mėnesiais. . Be to, vidutiniškai Azijos pusėje, kai nėra debesų, bendra radiacija yra didesnė nei vakaruose. Didžiausias bangos spinduliavimo stiprumas būna vidurdienį, o metinis maksimumas – birželį, kai saulė aukščiausiai danguje.

Bendra saulės spinduliuotė yra mūsų planetą pasiekiančios saulės energijos kiekis. Reikia atsiminti, kad įvairūs atmosferos veiksniai lemia tai, kad metinis bendros spinduliuotės kiekis yra mažesnis nei galėtų būti. Didžiausias skirtumas tarp to, kas iš tikrųjų stebima, ir didžiausio galimo, būdingas Tolimųjų Rytų regionams vasarą. Musonai išprovokuoja itin tankius debesis, todėl bendra spinduliuotė sumažėja maždaug perpus.

Įdomu sužinoti

Didžiausias procentas nuo didžiausio galimo saulės energijos poveikio faktiškai (per 12 mėnesių) stebimas šalies pietuose. Šis skaičius siekia 80 proc.

Debesuotumas ne visada lemia tokį patį saulės spinduliuotės išsklaidymą. Tam tikrą vaidmenį vaidina debesų forma ir saulės disko ypatybės. Jei jis atviras, debesuotumas sumažina tiesioginę spinduliuotę, o išsklaidyta spinduliuotė smarkiai padidėja.

Taip pat gali būti dienų, kai tiesioginės spinduliuotės stiprumas yra maždaug toks pat, kaip ir išsklaidytos spinduliuotės. Bendra paros vertė gali būti net didesnė už spinduliuotę, būdingą visiškai be debesų dienai.

Skaičiuojant 12 mėnesių, ypatingas dėmesys turi būti skiriamas astronominiams reiškiniams, nes jie lemia bendruosius skaitinius rodiklius. Tuo pačiu metu debesuotumas lemia tai, kad radiacijos maksimumas iš tikrųjų gali būti stebimas ne birželį, o mėnesiu anksčiau ar vėliau.

Radiacija erdvėje

Nuo mūsų planetos magnetosferos ribos ir toliau į kosmosą saulės spinduliuotė tampa veiksniu, susijusiu su mirtinu pavojumi žmonėms. Dar 1964 metais buvo paskelbtas svarbus mokslo populiarinimo darbas apie apsaugos būdus. Jo autoriai buvo sovietų mokslininkai Kamaninas ir Bubnovas. Yra žinoma, kad žmogui savaitės apšvitos dozė turi būti ne didesnė kaip 0,3 rentgeno, o metams - per 15 R. Trumpalaikei apšvitai žmogui riba yra 600 R. Skrydžiai į kosmosą, ypač Neprognozuojamo saulės aktyvumo sąlygomis gali lydėti didelis astronautų apšvitinimas, todėl reikia imtis papildomų apsaugos priemonių nuo skirtingo ilgio bangų.

Praėjo daugiau nei dešimtmetis nuo „Apollo“ misijų, kurių metu buvo išbandomi apsaugos metodai ir tiriami žmonių sveikatai įtaką darantys veiksniai, tačiau iki šiol mokslininkai negali rasti efektyvių, patikimų geomagnetinių audrų prognozavimo metodų. Galite sudaryti prognozę pagal valandas, kartais kelioms dienoms, tačiau net ir savaitės prielaidos atveju įgyvendinimo tikimybė yra ne didesnė kaip 5%. Saulės vėjas yra dar labiau nenuspėjamas reiškinys. Tikimybė, kad astronautai, besiruošiantys į naują misiją, yra vienas iš trijų, gali atsidurti galinguose radiacijos srautuose. Dėl to radiacinės charakteristikos tyrimų ir prognozavimo bei apsaugos nuo jos metodų kūrimo klausimas tampa dar svarbesnis.