Солнечная радиация и причины ее изменений.Б действие солнечной радиации на окружающую среду и здоровье человека. Применение ультрафиолетового излучения в профилактических целях

Солнечная радиация на земле это энергия солнечного излучения, доходящая до нас в виде потока электромагнитных волн. На землю они попадают потому, что Солнце распространяет вокруг себя довольно мощное электромагнитное излучение. И хотя всего лишь одна двухмиллиардная его часть попадает в верхние атмосферные слои,  она составляет огромнейшее число калорий в минуту.

Солнце — самая близкая к нам звезда — центральное тело нашей системы. Астрономы считают солнце красной карликовой звездой пятой величины. Тем не менее, условия жизни на Земле определяются исключительно энергией, получаемой от Солнца.

Диаметр Солнца составляет 1390000 км, т. е. в 109 раз больше Земли. Площадь поверхности Солнца в 12000 раз больше площади Земли. Среднее расстояние Земли от Солнца немного меньше 150 млн. км. Давление в центре Солнца достигает 10 млрд. атмосфер, а температура — 26 млн. градусов С.

Солнце излучает в мировое пространство огромное количество энергии (4х1026 вт) в виде волнового и корпускулярного излучения. Примерно 400-миллионная доля этой энергии поступает на внешнюю границу атмосферы Земли, создавая облученность на перпендикулярной поверхности около 2 кал/см в минуту или 1396 вт/м.

Все оптическое излучение Солнца состоит из ультрафиолетовой (УФ), видимой и инфракрасной (ИК) области спектра.

Любопытно, что интенсивность солнечной радиации попадающей на землю зависит не только лишь от высоты стояния солнца, а и от степени  облачности. При неполной облачности, или когда солнечный диск закрыт не целиком, интенсивность солнечной радиации вполне может быть серьезней, чем при ясном небе. Однако, чем плотнее будет облачный покров, тем меньше будет поток  солнечной радиации.

Как передается и преобразуется солнечная энергия, попавшая в верхнюю часть атмосферы?

В среднем около 30% этого излучения рассеивается частицами атмосферы или непосредственно отражается облаками и поверхностью Земли.

Около 50% солнечного излучения достигает суши или океана и поглощается в форме тепла.

Остальные 20% солнечного излучения могут поглощаться, проходя через атмосферу.Видимое излучение, на которое приходится основная часть потока солнечной энергии, в безоблачную погоду может достигать поверхности Земли без потерь.

От 1 до 3% падающего ультрафиолетового излучения поглощается в верхних слоях атмосферы. Интенсивность солнечного излучения зависит от:

1. Высоты стояния Солнца над горизонтом. Высота стояния Солнца над горизонтом зависит от географического расположения населенного пункта, времени года и суток. Так, при высоте 30° путь лучей в 2 раза длиннее, чем при 90°, а при закате — в 30 раз. Кроме того, солнечный поток падает на большую площадь.

2. Прозрачности атмосферы. Лучи с разной длиной волны по-разному проходят через атмосферу при наличии облаков. Ультрафиолетовые лучи рассеиваются, а инфракрасные — поглощаются. Озоновый слой в атмосфере резко сокращает количество коротких ультрафиолетовых лучей.

В городах интенсивность солнечной энергии в среднем ниже на 10-30% (в зимние месяцы на 60%), чем в прилегающих сельских районах, особенно коротковолновой части солнечного спектра (на 40-50%). Солнечный поток достигает Земли в виде прямой и рассеянной радиации. Чем ниже высота стояния Солнца, тем относительно больше доля рассеянной радиации.

Пример. Для бухты Тихой, где максимальное стояние Солнца 33°, рассеянная радиация составляет 70%, а прямая — 30%, в то время как для Ташкента с максимальным стоянием Солнца в 70° характерно обратное соотношение (рассеянная — 30%, прямая - 70%).

Определенное значение имеет и отраженная радиация. Альбедо ( от лат. "белизна") показывает, какую часть падающей энергии отражает данная поверхность. Альбедо свежего снега— 81 %, воды — 20 %, а черной влажной земли — 3%.

Давно уже признано важное гигиеническое значение солнечного света, ограничение или лишение которого приводит к нарушению физиологического равновесия в организме. Так, еще Гиппократ (400 г. до н. э.) рекомендовалпринимать с лечебной целью солнечные ванны.

Солнечная радиация влияние на  человека оказывает самое положительное, но только в умеренных количествах. Умеренная доза солнечной радиации вызывает отложение в кожном покрове пигмента меланина (он же загар), благоприятно влияющего на человеческое здоровье.Но вот большие Дозы радиации могут привести к обострению хронических заболеваний и вызывает стремительное старение кожи.

Первая научная работа по изучению влияния солнечной радиации опубликована в 1799 г. Бертраном в Париже.

ГРАНИЦЫ СОЛНЕЧНОГО СПЕКТРА

Спектр Солнца, достигающий границ земной атмосферы, —от 0,1 до 60 мк. При наличии водяных паров в атмосфере он укорачивается до 2,2 мк.

1) Инфракрасные лучи (ИК) — от 0,76 до 60 мк (в этой области принято
измерение в микронах);

2) Видимые лучи — 400-760 нм;

3) Ультрафиолетовые лучи (УФ) — 10-400 нм. Характеристика потока различна по составу:

Биологическое действие солнечной радиации на организм слагается из совокупного воздействия всех областей оптического излучения: инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой. Остановимся на разборе всех видов излучений.