Päikesekiirgus on meie planeedisüsteemi valgustile omane kiirgus. Päike on peamine täht, mille ümber Maa tiirleb, samuti naaberplaneedid. Tegelikult on see tohutu kuuma gaasipall, mis kiirgab pidev alt energiat ümbritsevasse ruumi. Seda nimetavad nad kiirguseks. Surmav, samas on just see energia üks peamisi tegureid, mis meie planeedil elu võimalikuks teeb. Nagu kõik siin maailmas, on päikesekiirguse eelised ja kahjud orgaanilisele elule tihed alt seotud.
Üldvaade
Päikesekiirguse mõistmiseks peate esm alt mõistma, mis on Päike. Peamine soojusallikas, mis loob tingimused orgaaniliseks eksisteerimiseks meie planeedil, universaalsetes ruumides on vaid väike täht Linnutee galaktilises äärealal. Maalaste jaoks on aga Päike miniuniversumi keskpunkt. Lõppude lõpuks tiirleb meie planeet selle gaasiklombi ümber. Päike annab meile soojust ja valgustust ehk varustab vormeenergia, ilma milleta oleks meie olemasolu võimatu.
Iidsetel aegadel oli päikesekiirguse allikas – Päike – jumalus, kummardamist väärt objekt. Päikese trajektoor üle taeva tundus inimestele ilmselge tõendina Jumala tahtest. Püüdes süveneda nähtuse olemusse, selgitada, mis see valgusti on, on tehtud pikka aega ja nendesse andis eriti olulise panuse Kopernik, kes kujundas heliotsentrismi idee, mis erines silmatorkav alt heliotsentrismist. geotsentrism, mis oli sel ajastul üldtunnustatud. Siiski on kindl alt teada, et isegi iidsetel aegadel mõtlesid teadlased rohkem kui korra sellele, mis on Päike, miks see on meie planeedi kõigi eluvormide jaoks nii oluline, miks selle valgusti liikumine on täpselt selline, nagu me näeme. see.
Tehnoloogia areng on võimaldanud paremini mõista, mis on Päike, millised protsessid toimuvad tähe sees, selle pinnal. Teadlased on õppinud, mis on päikesekiirgus, kuidas gaasiobjekt mõjutab oma mõjuvööndis olevaid planeete, eelkõige maakliimat. Nüüd on inimkonnal piisav alt suur teadmistebaas, et kindl alt väita: oli võimalik teada saada, mis on Päikese kiirgav kiirgus, kuidas seda energiavoogu mõõta ja kuidas sõnastada selle mõju tunnused erinevatele orgaanilise eluviiside vormidele. Maa.
Teave tingimuste kohta
Kõige olulisem samm kontseptsiooni olemuse omandamiseks tehti eelmisel sajandil. Just siis sõnastas väljapaistev astronoom A. Eddington oletuse: termotuumasüntees toimub päikese sügavustes, misvõimaldab vabastada tohutul hulgal energiat tähte ümbritsevasse ruumi. Püüdes hinnata päikesekiirguse hulka, püüti välja selgitada tähel oleva keskkonna tegelikud parameetrid. Seega ulatub sisetemperatuur teadlaste hinnangul 15 miljoni kraadini. See on piisav, et tulla toime prootonite vastastikuse tõrjuva mõjuga. Ühikute kokkupõrge viib heeliumi tuumade moodustumiseni.
Uus teave äratas paljude silmapaistvate teadlaste, sealhulgas A. Einsteini tähelepanu. Püüdes hinnata päikesekiirguse hulka, leidsid teadlased, et heeliumi tuumad on massilt väiksemad kui uue struktuuri moodustamiseks vajalik 4 prootoni koguväärtus. Nii ilmnes reaktsioonide tunnus, mida nimetatakse "massiveeks". Kuid looduses ei saa miski jäljetult kaduda! Püüdes leida "pääsenud" koguseid, võrdlesid teadlased energia taaskasutamist ja massimuutuse eripärasid. Siis oli võimalik paljastada, et erinevust kiirgavad gamma kvantid.
Emiteerivad objektid tungivad läbi arvukate atmosfääri gaasikihtide meie tähe tuumast selle pinnale, mis viib elementide killustumiseni ja nende alusel elektromagnetilise kiirguse tekkeni. Muude päikesekiirguse liikide hulgas on ka inimsilma poolt tajutav valgus. Ligikaudsed hinnangud näitasid, et gammakiirte läbimise protsess võtab aega umbes 10 miljonit aastat. Veel kaheksa minutit – ja kiiratav energia jõuab meie planeedi pinnale.
Meeldib mis?
Päikesekiirgust nimetatakse elektromagnetilise kiirguse kogukompleksiks, mida iseloomustab üsna lai ulatus. See hõlmab nn päikesetuult, see tähendab elektronide, valgusosakeste moodustatud energiavoogu. Meie planeedi atmosfääri piirikihis täheldatakse pidev alt sama intensiivsusega päikesekiirgust. Tähe energia on diskreetne, selle ülekanne toimub kvantide kaudu, korpuskulaarne nüanss on aga nii tühine, et kiiri võib pidada elektromagnetlaineteks. Ja nende jaotus, nagu füüsikud on välja selgitanud, toimub ühtlaselt ja sirgjooneliselt. Seega on päikesekiirguse kirjeldamiseks vaja määrata selle iseloomulik lainepikkus. Selle parameetri põhjal on tavaks eristada mitut tüüpi kiirgust:
- soe;
- raadiolaine;
- valge tuli;
- ultraviolett;
- gamma;
- röntgen.
Infrapuna-, nähtav- ja ultraviolettkiirguse suhe on hinnanguliselt järgmine: 52%, 43%, 5%.
Kvantitatiivseks kiirguse hindamiseks on vaja arvutada energiavoo tihedus, st energia hulk, mis jõuab teatud ajaperioodi jooksul pinna piiratud alale.
Nagu uuringud on näidanud, neeldub päikesekiirgus valdav alt planeedi atmosfääris. Tänu sellele toimub kuumutamine Maale iseloomuliku orgaanilise elu jaoks sobiva temperatuurini. Olemasolev osoonikiht laseb läbi vaid ühe sajandiku ultraviolettkiirgusest. Lained on täielikult blokeeritud.lühikese pikkusega, elusolenditele ohtlik. Atmosfäärikihid suudavad hajutada ligi kolmandiku päikesekiirtest, veel 20% neeldub. Järelikult ei jõua planeedi pinnale rohkem kui pool kogu energiast. Just seda "jääki" teaduses nimetati otseseks päikesekiirguseks.
Ja kui täpsem alt?
Otsekiirguse intensiivsuse määravad mitmed aspektid. Kõige olulisemad on langemisnurk, mis sõltub laiuskraadist (maakera maastiku geograafiline tunnus), aastaaeg, mis määrab, kui suur on kaugus konkreetse punktini kiirgusallikast. Palju oleneb atmosfääri omadustest – kui saastatud see on, kui palju pilvi on antud hetkel. Lõpuks mängib rolli selle pinna iseloom, millele kiir langeb, nimelt selle võime peegeldada sissetulevaid laineid.
Päikese kogukiirgus on väärtus, mis ühendab hajutatud mahud ja otsese kiirguse. Intensiivsuse hindamiseks kasutatav parameeter on hinnanguliselt kalorites pindalaühiku kohta. Samas tuleb meeles pidada, et erinevatel kellaaegadel on kiirgusele omased väärtused erinevad. Lisaks ei saa energiat planeedi pinnal ühtlaselt jaotada. Mida lähemal poolusele, seda suurem on intensiivsus, samas on lumikatted hästi peegeldavad, mis tähendab, et õhk ei saa soojeneda. Seega, mida kaugemal ekvaatorist, seda väiksem on päikeselaine kogukiirgus.
Nagu teadlased suutsid tuvastada, energiaPäikesekiirgus avaldab tõsist mõju planeedi kliimale, allutab erinevate Maal eksisteerivate organismide elutegevuse. Meie riigis, nagu ka lähinaabrite territooriumil, nagu ka teistes põhjapoolkeral asuvates riikides, on talvel valdav osa hajutatud kiirgusest, kuid suvel domineerib otsekiirgus.
Infrapunalained
Päikese kogukiirguse koguhulgast kuulub muljetavaldav protsent infrapunaspektrisse, mida inimsilm ei taju. Selliste lainete tõttu kuumeneb planeedi pind, kandes soojusenergiat järk-järgult õhumassidele. See aitab säilitada mugavat kliimat, säilitada tingimused orgaanilise elu olemasoluks. Kui tõsiseid tõrkeid ei esine, jääb kliima tingimuslikult muutumatuks, mis tähendab, et kõik olendid saavad elada oma tavapärastes tingimustes.
Meie täht ei ole ainus infrapunalainete allikas. Sarnane kiirgus on iseloomulik igale kuumutatud objektile, sealhulgas tavalisele akule inimmajas. Just infrapunakiirguse tajumise põhimõttel töötavad arvukad seadmed, mis võimaldavad näha kuumenenud kehasid pimedas, muidu silmadele ebamugavates tingimustes. Muide, viimasel ajal nii populaarseks saanud kompaktseadmed töötavad sarnasel põhimõttel, et hinnata, milliste hooneosade kaudu tekivad suurimad soojuskaod. Need mehhanismid on eriti lai alt levinud ehitajate ja eramajade omanike seas, kuna need aitavad tuvastada, milliste sektsioonide kaudusoojust kaob, korraldada nende kaitse ja vältida tarbetut energiatarbimist.
Ärge alahinnake päikese infrapunakiirguse mõju inimkehale lihts alt seetõttu, et meie silmad ei taju selliseid laineid. Eelkõige kasutatakse kiirgust aktiivselt meditsiinis, kuna see võimaldab suurendada leukotsüütide kontsentratsiooni vereringesüsteemis, samuti normaliseerida verevoolu, suurendades veresoonte luumenit. IR-spektril põhinevaid seadmeid kasutatakse nahapatoloogiate profülaktikaks, põletikuliste protsesside raviks ägedas ja kroonilises vormis. Kõige kaasaegsemad ravimid aitavad toime tulla kolloidsete armide ja troofiliste haavadega.
See on huvitav
Päikese kiirgustegurite uurimise põhjal õnnestus luua tõeliselt ainulaadseid seadmeid, mida nimetatakse termograafideks. Need võimaldavad õigeaegselt avastada erinevaid haigusi, mida pole muul viisil võimalik tuvastada. Nii leiate vähi või verehüübe. IR kaitseb mingil määral orgaanilisele elule ohtliku ultraviolettkiirguse eest, mis võimaldas kasutada selle spektri laineid pikka aega kosmoses viibinud astronautide tervise taastamiseks.
Meid ümbritsev loodus on tänapäevani salapärane, see kehtib ka erineva lainepikkusega kiirguse kohta. Eelkõige ei ole veel täielikult uuritud infrapunavalgust. Teadlased teavad, et selle ebaõige kasutamine võib tervist kahjustada. Seega on vastuvõetamatu kasutada sellist valgust tekitavaid seadmeid mädaste ravikspõletikulised piirkonnad, verejooks ja pahaloomulised kasvajad. Infrapunaspekter on vastunäidustatud inimestele, kes kannatavad südame, veresoonte, sealhulgas ajus paiknevate veresoonte, talitlushäirete all.
Nähtav valgus
Üks kogu päikesekiirguse elemente on inimsilmale nähtav valgus. Lainekiired levivad sirgjooneliselt, seega ei teki üksteise peale superpositsiooni. Omal ajal sai sellest arvukate teadustööde teema: teadlased püüdsid mõista, miks meie ümber on nii palju varjundeid. Selgus, et valguse põhiparameetrid mängivad rolli:
- refraktsioon;
- peegeldus;
- absorptsioon.
Nagu teadlased on välja selgitanud, ei saa objektid iseenesest olla nähtavad valgusallikad, kuid võivad kiirgust neelata ja seda peegeldada. Peegeldusnurgad, lainesagedus varieeruvad. Aastasadade jooksul on inimese nägemisvõime tasapisi paranenud, kuid teatud piirangud on tingitud silma bioloogilisest ehitusest: võrkkest on selline, et suudab tajuda vaid teatud peegeldunud valguslainete kiiri. See kiirgus on väike vahe ultraviolett- ja infrapunalainete vahel.
Paljud uudishimulikud ja salapärased valguse omadused ei saanud mitte ainult paljude tööde teemaks, vaid olid aluseks uue füüsilise distsipliini sünnile. Samal ajal ilmusid mitteteaduslikud tavad, teooriad, mille järgijad usuvad, et värv võib mõjutada inimese füüsilist seisundit, psüühikat. Selliste põhjaleelduste kohaselt ümbritsevad inimesed end esemetega, mis nende silmale kõige meeldivamad on, muutes igapäevaelu mugavamaks.
Ultraviolett
Päikese kogukiirguse sama oluline aspekt on ultraviolettkiirgus, mille moodustavad suurte, keskmise ja väikese pikkusega lained. Need erinevad üksteisest nii füüsiliste parameetrite kui ka orgaanilise elu vormidele avaldatava mõju iseärasuste poolest. Pikad ultraviolettlained on näiteks peamiselt hajutatud atmosfäärikihtides ja maapinnani jõuab vaid väike protsent. Mida lühem on lainepikkus, seda sügavamale võib selline kiirgus tungida läbi inimese (ja mitte ainult) naha.
Ühest küljest on ultraviolett ohtlik, kuid ilma selleta on mitmekesise orgaanilise elu olemasolu võimatu. Selline kiirgus vastutab k altsiferooli moodustumise eest organismis ja see element on vajalik luukoe ehitamiseks. UV-spekter on võimas rahhiidi, osteokondroosi ennetamine, mis on eriti oluline lapsepõlves. Lisaks selline kiirgus:
- reguleerib ainevahetust;
- aktiveerib oluliste ensüümide tootmist;
- parandab regeneratiivseid protsesse;
- stimuleerib verevoolu;
- laiendab veresooni;
- stimuleerib immuunsüsteemi;
- viib endorfiinide tekkeni, mis tähendab, et närviline üleerutus väheneb.
Mündi tagakülg
Eespool oli öeldud, et päikese kogukiirgus on pinnale jõudva kiirguse hulkplaneedid ja hajutatud atmosfääris. Sellest tulenev alt on selle helitugevuse element igas pikkuses ultraviolettkiirgus. Tuleb meeles pidada, et sellel teguril on orgaanilisele elule nii positiivsed kui ka negatiivsed mõjud. Kuigi päevitamine on sageli kasulik, võib see olla tervisele ohtlik. Liiga pikaajaline otsese päikesevalguse käes viibimine, eriti valgusti suurenenud aktiivsuse tingimustes, on kahjulik ja ohtlik. Pikaajaline kokkupuude kehaga ja liiga kõrge kiirgusaktiivsus põhjustavad:
- põletused, punetus;
- turse;
- hüpereemia;
- kuumus;
- iiveldus;
- okse.
Pikaajaline ultraviolettkiirgus põhjustab söögiisu, kesknärvisüsteemi ja immuunsüsteemi talitlushäireid. Lisaks hakkab mu pea valutama. Kirjeldatud sümptomid on klassikalised päikesepiste ilmingud. Inimene ise ei saa alati toimuvast aru saada – seisund halveneb järk-järgult. Kui on märgata, et keegi läheduses on haigeks jäänud, tuleks osutada esmaabi. Skeem on järgmine:
- aidake liikuda otsese valguse eest jahedasse varjulisse kohta;
- pane patsient selili nii, et jalad oleksid peast kõrgemal (see aitab normaliseerida verevoolu);
- jahutage kaela, nägu veega ja tehke laubale külm kompress;
- lahti lips, vöö, tõmba seljast kitsad riided;
- pool tundi pärast rünnakut andke juua jahedat vett (väike kogus).
Kui kannatanu on teadvuse kaotanud, on oluline kohe abi otsida arstilt. Kiirabi toimetab inimese ohutusse kohta ja süstib glükoosi või C-vitamiini. Ravim süstitakse veeni.
Kuidas õigesti päevitada?
Et mitte kogeda, kui ebameeldiv võib päevitamisel saadav liigne päikesekiirgus olla, on oluline järgida ohutu päikese käes viibimise reegleid. Ultraviolett käivitab melaniini tootmise – hormooni, mis aitab nahal end kaitsta lainete negatiivse mõju eest. Selle aine mõjul muutub nahk tumedamaks ja toon muutub pronksiks. Vaidlused selle üle, kui kasulik ja kahjulik see inimesele on, ei vaibu tänaseni.
Ühelt poolt on päikesepõletus keha katse kaitsta end liigse kiirgusega kokkupuute eest. See suurendab pahaloomuliste kasvajate tekke tõenäosust. Teisest küljest peetakse päevitust moes ja ilusaks. Enda riskide minimeerimiseks on mõistlik enne rannaprotseduuride alustamist analüüsida, kui ohtlik on päevitamisel saadav päikesekiirguse hulk, kuidas enda jaoks riske minimeerida. Et kogemus oleks võimalikult nauditav, peaksid päevitajad:
- joo palju vett;
- kasuta nahakaitsetooteid;
- päevitage õhtul või hommikul;
- veeta otsese päikesevalguse käes mitte rohkem kui tund;
- ärge joo alkoholi;
- kaasa menüüsse seleeni-, tokoferooli-, türosiinirikkad toidud. Ärge unustage beetakaroteeni.
Päikesekiirguse väärtusinimkeha on erakordselt suur, ära unusta silmist nii positiivseid kui ka negatiivseid külgi. Tasub meeles pidada, et erinevatel inimestel tekivad biokeemilised reaktsioonid individuaalsete omadustega, nii et kellegi jaoks võib isegi pooletunnine päevitamine olla ohtlik. Enne rannahooaega on mõistlik konsulteerida arstiga, hinnata naha tüüpi ja seisukorda. See aitab vältida tervisekahjustusi.
Võimalusel vältige vanemas eas, lapse kandmise perioodil päevitamist. Vähihaigusi, psüühikahäireid, nahapatoloogiaid ja südamepuudulikkust ei kombineerita päevitamisega.
Kogu kiirgus: kus on puudus?
Päikesekiirguse jaotus on üsna huvitav. Nagu eespool mainitud, võivad planeedi pinnale jõuda vaid umbes pooled lainetest. Kuhu ülejäänud kaovad? Oma rolli mängivad atmosfääri erinevad kihid ja mikroskoopilised osakesed, millest need moodustuvad. Nagu näidatud, neelab muljetavaldav osa osoonikihti - need kõik on lained, mille pikkus on alla 0,36 mikroni. Lisaks on osoon võimeline neelama teatud tüüpi laineid inimsilmale nähtavast spektrist, st vahemikust 0,44–1,18 mikronit.
UV neeldub mingil määral hapnikukihti. See on iseloomulik kiirgusele, mille lainepikkus on 0,13-0,24 mikronit. Süsinikdioksiid, veeaur võivad neelata väikese protsendi infrapunaspektrist. Atmosfääriaerosool neelab teatud osa (IR-spekter) päikesekiirguse koguhulgast.
Lühilainete kategooriasse kuuluvad lained on atmosfääris hajutatud mikroskoopiliste ebahomogeensete osakeste, aerosooli ja pilvede tõttu. Ebahomogeensed elemendid, osakesed, mille mõõtmed on väiksemad kui lainepikkus, provotseerivad molekulaarset hajumist, suuremate puhul on iseloomulik näitaja, mida kirjeldab indikaator ehk aerosool.
Maapinnani jõuab veel üks kogus päikesekiirgust. See ühendab otsekiirguse ja hajutatud kiirguse.
Kogu kiirgus: olulised aspektid
Koguväärtus on territooriumile vastuvõetud ja atmosfääris neeldunud päikesekiirguse hulk. Kui taevas pole pilvi, sõltub kiirguse koguhulk piirkonna laiuskraadist, taevakeha kõrgusest, maapinna tüübist selles piirkonnas ja õhu läbipaistvuse tasemest. Mida rohkem aerosooliosakesi atmosfääris hajub, seda väiksem on otsekiirgus, kuid hajutatud kiirguse osakaal suureneb. Tavaliselt on kogukiirguse hägususe puudumisel hajus üks neljandik.
Meie riik kuulub põhjapoolsete hulka, seega on lõunapoolsetes piirkondades suurem osa aastast kiirgus palju suurem kui põhjapoolsetes piirkondades. See on tingitud tähe asukohast taevas. Lühike ajaperiood mai-juuli on aga ainulaadne periood, mil isegi põhja pool on kogukiirgus üsna muljetavaldav, kuna päike on kõrgel taevas ja päevavalgustund on pikem kui teistel aastakuudel. Samal ajal keskmiselt Aasia pooles riigis pilvisuse puudumisel kokkukiirgus on olulisem kui läänes. Lainekiirguse maksimumtugevust täheldatakse keskpäeval ja aasta maksimum juunis, mil päike on taevas kõrgeimal kohal.
Päikese kogukiirgus on meie planeedile jõudva päikeseenergia hulk. Samas tuleb meeles pidada, et erinevad atmosfääritegurid viivad selleni, et aastane kogukiirguse saabumine on väiksem, kui see võiks olla. Suurim erinevus tegelikult vaadeldud ja maksimaalse võimaliku vahel on Kaug-Ida piirkondadele omane suvel. Mussoonid põhjustavad äärmiselt tihedaid pilvi, mistõttu kogukiirgus väheneb umbes poole võrra.
Uhim teada
Suurim protsent päikeseenergia maksimaalsest võimalikust kokkupuutest tegelikkuses on (12 kuu kohta arvutatud) riigi lõunaosas. Indikaator jõuab 80%.
Pilvisus ei põhjusta alati sama palju päikesekiirguse hajumist. Oma osa mängib pilvede kuju, päikeseketta omadused konkreetsel ajahetkel. Kui see on avatud, põhjustab pilvisus otsese kiirguse vähenemise, samas kui hajus kiirgus suureneb järsult.
On ka päevi, mil otsese kiirguse tugevus on ligikaudu sama kui hajutatud kiirgus. Päevane koguväärtus võib olla isegi suurem kui täiesti pilvitu päeva kiirgus.
12 kuu osas tuleks erilist tähelepanu pöörata astronoomilistele nähtustele kui üldiste arvuliste näitajate määrajale. Samas toob pilvisus kaasa selle, et tegelikku kiirgusmaksimumi saab täheldada mitte juunis, vaid kuu aega varem või hiljem.
Kiirgus kosmoses
Meie planeedi magnetosfääri piirilt ja kaugemal avakosmosesse muutub päikesekiirgus inimestele surmavaks teguriks. Juba 1964. aastal avaldati oluline populaarteaduslik kaitsemeetodeid käsitlev töö. Selle autorid olid nõukogude teadlased Kamanin, Bubnov. Teatavasti ei tohiks inimese kiirgusdoos nädalas olla suurem kui 0,3 röntgenit, aasta jooksul aga 15 R piires. Lühiajalise kokkupuute puhul on inimese piirmäär 600 R. Lennud kosmosesse, eriti ettearvamatu päikese aktiivsuse tingimustes, võib kaasneda märkimisväärne astronautide kokkupuude, mis kohustab võtma lisameetmeid, et kaitsta erineva pikkusega lainete eest.
Pärast Apollo missioone, mille käigus katsetati kaitsemeetodeid, uuriti inimeste tervist mõjutavaid tegureid, on möödunud üle kümne aasta, kuid tänaseni ei suuda teadlased leida tõhusaid ja usaldusväärseid meetodeid geomagnetiliste tormide ennustamiseks. Prognoosi saab teha tundideks, mõnikord ka mitmeks päevaks, kuid isegi nädalaprognoosi puhul ei ole realiseerumise tõenäosus suurem kui 5%. Päikesetuul on veelgi ettearvamatum. Tõenäosusega üks kolmest võivad astronaudid, kes asuvad uuele missioonile, langeda võimsatesse kiirgusvoogudesse. See muudab veelgi olulisemaks nii kiirgusnäitajate uurimise ja prognoosimise kui ka kaitsemeetodite väljatöötamiseteda.
