La radiazione solare è la radiazione inerente al luminare del nostro sistema planetario. Il Sole è la stella principale attorno alla quale ruota la Terra, così come i pianeti vicini. In effetti, questa è un'enorme palla di gas caldo, che emette costantemente flussi di energia nello spazio circostante. Questo è ciò che chiamano radiazioni. Letale, allo stesso tempo è questa energia che è uno dei principali fattori che rendono possibile la vita sul nostro pianeta. Come ogni cosa in questo mondo, i benefici ei danni della radiazione solare per la vita organica sono strettamente correlati.
Vista generale
Per capire cos'è la radiazione solare, devi prima capire cos'è il Sole. La principale fonte di calore, che fornisce le condizioni per l'esistenza organica sul nostro pianeta, negli spazi universali è solo una piccola stella alla periferia galattica della Via Lattea. Ma per i terrestri, il Sole è il centro di un mini-universo. Dopotutto, è attorno a questo coagulo di gas che ruota il nostro pianeta. Il sole ci dà calore e illuminazione, cioè fornisce formeenergia senza la quale la nostra esistenza sarebbe impossibile.
Nei tempi antichi, la fonte della radiazione solare - il Sole - era una divinità, un oggetto degno di adorazione. La traiettoria solare attraverso il cielo sembrava alle persone una prova evidente della volontà di Dio. I tentativi di approfondire l'essenza del fenomeno, per spiegare cos'è questo luminare, sono stati fatti per molto tempo e Copernico ha dato un contributo particolarmente significativo ad essi, avendo formato l'idea di eliocentrismo, che era sorprendentemente diverso dal geocentrismo generalmente accettato in quell'epoca. Tuttavia, è noto per certo che anche nell'antichità gli scienziati hanno pensato più di una volta a cos'è il Sole, perché è così importante per tutte le forme di vita sul nostro pianeta, perché il movimento di questo luminare è esattamente il modo in cui vediamo it.
Il progresso tecnologico ha permesso di capire meglio cos'è il Sole, quali processi avvengono all'interno della stella, sulla sua superficie. Gli scienziati hanno imparato cos'è la radiazione solare, come un oggetto gassoso colpisce i pianeti nella sua zona di influenza, in particolare il clima terrestre. Ora l'umanità dispone di una base di conoscenze sufficientemente ampia per poter affermare con sicurezza: è stato possibile scoprire qual è la radiazione emessa dal Sole, come misurare questo flusso di energia e come formulare le caratteristiche del suo impatto sulle varie forme di vita organica su Terra.
Informazioni
Il passo più importante per padroneggiare l'essenza del concetto è stato compiuto nel secolo scorso. Fu allora che l'eminente astronomo A. Eddington formulò un'ipotesi: la fusione termonucleare avviene nelle profondità solari, checonsente il rilascio di un'enorme quantità di energia nello spazio attorno alla stella. Cercando di stimare la quantità di radiazione solare, sono stati compiuti sforzi per determinare i parametri effettivi dell'ambiente sulla stella. Pertanto, la temperatura interna, secondo gli scienziati, raggiunge i 15 milioni di gradi. Questo è sufficiente per far fronte alla reciproca influenza repulsiva dei protoni. La collisione di unità porta alla formazione di nuclei di elio.
Nuove informazioni hanno attirato l'attenzione di molti eminenti scienziati, tra cui A. Einstein. Nel tentativo di stimare la quantità di radiazione solare, gli scienziati hanno scoperto che i nuclei di elio hanno una massa inferiore al valore totale di 4 protoni necessari per formare una nuova struttura. Così è stata rivelata una caratteristica delle reazioni, chiamata "difetto di massa". Ma in natura nulla può scomparire senza lasciare traccia! Nel tentativo di trovare quantità "scappate", gli scienziati hanno confrontato il recupero di energia e le specificità del cambiamento di massa. Fu allora che fu possibile rivelare che la differenza è emessa dai quanti gamma.
Gli oggetti emessi sfondano dal nucleo della nostra stella alla sua superficie attraverso numerosi strati di gas atmosferici, il che porta alla frammentazione degli elementi e alla formazione di radiazioni elettromagnetiche sulla loro base. Tra gli altri tipi di radiazione solare c'è la luce percepita dall'occhio umano. Stime approssimative hanno suggerito che il processo di passaggio dei raggi gamma dura circa 10 milioni di anni. Altri otto minuti - e l'energia irradiata raggiunge la superficie del nostro pianeta.
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La radiazione solare è chiamata il complesso totale della radiazione elettromagnetica, che è caratterizzata da una gamma abbastanza ampia. Questo include il cosiddetto vento solare, cioè il flusso di energia formato da elettroni, particelle di luce. Allo strato limite dell'atmosfera del nostro pianeta si osserva costantemente la stessa intensità della radiazione solare. L'energia di una stella è discreta, il suo trasferimento avviene attraverso i quanti, mentre la sfumatura corpuscolare è così insignificante che si possono considerare i raggi come onde elettromagnetiche. E la loro distribuzione, come hanno scoperto i fisici, avviene in modo uniforme e in linea retta. Pertanto, per descrivere la radiazione solare, è necessario determinarne la lunghezza d'onda caratteristica. Sulla base di questo parametro, è consuetudine distinguere diversi tipi di radiazione:
- caldo;
- onda radio;
- luce bianca;
- ultravioletti;
- gamma;
- radiografia.
Il rapporto tra infrarossi, visibili e ultravioletti migliori è stimato come segue: 52%, 43%, 5%.
Per una valutazione quantitativa della radiazione, è necessario calcolare la densità del flusso di energia, ovvero la quantità di energia che raggiunge un'area limitata della superficie in un determinato periodo di tempo.
Come hanno dimostrato gli studi, la radiazione solare è prevalentemente assorbita dall'atmosfera planetaria. A causa di ciò, il riscaldamento avviene a una temperatura confortevole per la vita organica, caratteristica della Terra. Il guscio di ozono esistente consente il passaggio solo di un centesimo della radiazione ultravioletta. Le onde sono completamente bloccate.di breve durata, pericoloso per gli esseri viventi. Gli strati atmosferici sono in grado di disperdere quasi un terzo dei raggi solari, un altro 20% viene assorbito. Di conseguenza, non più della metà di tutta l'energia raggiunge la superficie del pianeta. Era questo "residuo" nella scienza che veniva chiamato radiazione solare diretta.
E se più in dettaglio?
Ci sono diversi aspetti che determinano quanto sarà intensa la radiazione diretta. I più significativi sono l'angolo di incidenza, che dipende dalla latitudine (caratteristica geografica del terreno del globo), il periodo dell'anno, che determina quanto è grande la distanza da un punto particolare dalla sorgente di radiazione. Molto dipende dalle caratteristiche dell'atmosfera: quanto è inquinata, quante nuvole ci sono in un dato momento. Infine, gioca un ruolo la natura della superficie su cui cade il raggio, ovvero la sua capacità di riflettere le onde in arrivo.
La radiazione solare totale è un valore che combina i volumi diffusi e la radiazione diretta. Il parametro utilizzato per stimare l'intensità è stimato in calorie per unità di superficie. Allo stesso tempo, si ricorda che in diversi momenti della giornata i valori intrinseci all'irraggiamento sono diversi. Inoltre, l'energia non può essere distribuita uniformemente sulla superficie del pianeta. Più vicino al palo, maggiore è l'intensità, mentre i manti nevosi sono altamente riflettenti, il che significa che l'aria non ha l'opportunità di riscaldarsi. Pertanto, più lontano dall'equatore, minore sarà la radiazione solare totale.
Come gli scienziati sono stati in grado di identificare, l'energiaLa radiazione solare ha un grave impatto sul clima planetario, subordina l'attività vitale di vari organismi che esistono sulla Terra. Nel nostro paese, così come nel territorio dei suoi vicini più prossimi, come in altri paesi situati nell'emisfero settentrionale, in inverno la quota predominante appartiene alla radiazione diffusa, ma in estate domina la radiazione diretta.
Onde infrarosse
Della quantità totale di radiazione solare totale, una percentuale impressionante appartiene allo spettro infrarosso, che non viene percepito dall'occhio umano. A causa di tali onde, la superficie del pianeta viene riscaldata, trasferendo gradualmente energia termica alle masse d'aria. Questo aiuta a mantenere un clima confortevole, a mantenere le condizioni per l'esistenza della vita organica. Se non ci sono gravi guasti, il clima rimane condizionatamente invariato, il che significa che tutte le creature possono vivere nelle loro condizioni abituali.
La nostra stella non è l'unica fonte di onde infrarosse. Una radiazione simile è caratteristica di qualsiasi oggetto riscaldato, inclusa una normale batteria in una casa umana. È sul principio della percezione della radiazione infrarossa che funzionano numerosi dispositivi, che consentono di vedere corpi riscaldati nell'oscurità, condizioni altrimenti sgradevoli per gli occhi. A proposito, i dispositivi compatti che sono diventati così popolari di recente funzionano secondo un principio simile per valutare attraverso quali parti dell'edificio si verificano le maggiori perdite di calore. Questi meccanismi sono particolarmente diffusi tra i costruttori, così come i proprietari di case private, poiché aiutano a identificare attraverso quali sezioniil calore si disperde, organizza la loro protezione e previene il consumo di energia non necessario.
Non sottovalutare l'effetto della radiazione infrarossa solare sul corpo umano solo perché i nostri occhi non possono percepire tali onde. In particolare, la radiazione viene utilizzata attivamente in medicina, poiché consente di aumentare la concentrazione di leucociti nel sistema circolatorio, nonché di normalizzare il flusso sanguigno aumentando il lume dei vasi sanguigni. I dispositivi basati sullo spettro IR sono utilizzati come profilattici contro le patologie cutanee, terapeutici nei processi infiammatori in forma acuta e cronica. I farmaci più moderni aiutano a far fronte alle cicatrici colloidali e alle ferite trofiche.
Questo è interessante
Sulla base dello studio dei fattori di radiazione solare, è stato possibile creare dispositivi davvero unici chiamati termografi. Consentono di rilevare tempestivamente varie malattie che non sono disponibili per il rilevamento in altri modi. Ecco come puoi trovare il cancro o un coagulo di sangue. L'IR protegge in una certa misura dalle radiazioni ultraviolette, che sono pericolose per la vita organica, il che ha permesso di utilizzare onde di questo spettro per ripristinare la salute degli astronauti che sono stati nello spazio per molto tempo.
La natura intorno a noi è ancora misteriosa fino ad oggi, questo vale anche per le radiazioni di varie lunghezze d'onda. In particolare, la luce infrarossa non è ancora completamente esplorata. Gli scienziati sanno che il suo uso improprio può causare danni alla salute. Pertanto, è inaccettabile utilizzare apparecchiature che generano tale luce per il trattamento del purulentoaree infiammate, emorragie e neoplasie maligne. Lo spettro infrarosso è controindicato per le persone che soffrono di un funzionamento alterato del cuore, dei vasi sanguigni, compresi quelli localizzati nel cervello.
Luce visibile
Uno degli elementi della radiazione solare totale è la luce visibile all'occhio umano. I raggi d'onda si propagano in linea retta, quindi non c'è sovrapposizione l'uno sull' altro. Un tempo, questo è diventato l'argomento di un numero considerevole di lavori scientifici: gli scienziati si sono proposti di capire perché ci sono così tante sfumature intorno a noi. Si è scoperto che i parametri chiave della luce giocano un ruolo:
- rifrazione;
- riflessione;
- assorbimento.
Come hanno scoperto gli scienziati, gli oggetti non sono in grado di essere fonti di luce visibile da soli, ma possono assorbire le radiazioni e rifletterle. Gli angoli di riflessione, la frequenza dell'onda variano. Nel corso dei secoli, la capacità di vedere di una persona è stata gradualmente migliorata, ma alcuni limiti sono dovuti alla struttura biologica dell'occhio: la retina è tale da poter percepire solo determinati raggi di onde luminose riflesse. Questa radiazione è un piccolo divario tra le onde ultraviolette e infrarosse.
Molte curiose e misteriose caratteristiche della luce non solo sono diventate oggetto di molte opere, ma sono state la base per la nascita di una nuova disciplina fisica. Allo stesso tempo, sono apparse pratiche non scientifiche, teorie, i cui aderenti credono che il colore possa influenzare lo stato fisico di una persona, la psiche. Sulla base di talepresupposti, le persone si circondano di oggetti che sono più piacevoli ai loro occhi, rendendo più confortevole la vita di tutti i giorni.
Ultravioletto
Un aspetto altrettanto importante della radiazione solare totale è lo studio dell'ultravioletto, formato da onde di grande, media e piccola lunghezza. Si differenziano tra loro sia per i parametri fisici che per le peculiarità della loro influenza sulle forme di vita organica. Le onde ultraviolette lunghe, ad esempio, sono principalmente disperse negli strati atmosferici e solo una piccola percentuale raggiunge la superficie terrestre. Più breve è la lunghezza d'onda, più profonda tale radiazione può penetrare nella pelle umana (e non solo).
Da un lato, l'ultravioletto è pericoloso, ma senza di esso l'esistenza di diverse forme di vita organica è impossibile. Tale radiazione è responsabile della formazione di calciferolo nel corpo e questo elemento è necessario per la costruzione del tessuto osseo. Lo spettro UV è una potente prevenzione del rachitismo, dell'osteocondrosi, che è particolarmente importante durante l'infanzia. Inoltre, tale radiazione:
- regola il metabolismo;
- attiva la produzione di enzimi essenziali;
- migliora i processi rigenerativi;
- stimola il flusso sanguigno;
- dilata i vasi sanguigni;
- stimola il sistema immunitario;
- porta alla formazione di endorfine, il che significa che la sovraeccitazione nervosa diminuisce.
Retro della medaglia
È stato affermato sopra che la radiazione solare totale è la quantità di radiazione che raggiunge la superficiepianeti e dispersi nell'atmosfera. Di conseguenza, l'elemento di questo volume è l'ultravioletto di tutte le lunghezze. Va ricordato che questo fattore ha aspetti sia positivi che negativi di influenza sulla vita organica. Prendere il sole, sebbene spesso benefico, può essere un pericolo per la salute. L'esposizione troppo lunga alla luce solare diretta, soprattutto in condizioni di maggiore attività del luminare, è dannosa e pericolosa. L'esposizione prolungata al corpo, così come un'attività di radiazioni troppo elevata, causa:
- ustioni, arrossamenti;
- edema;
- iperemia;
- caldo;
- nausea;
- vomito.
L'irradiazione ultravioletta prolungata provoca una violazione dell'appetito, del funzionamento del sistema nervoso centrale, del sistema immunitario. Inoltre, la testa inizia a farmi male. I sintomi descritti sono manifestazioni classiche di insolazione. La persona stessa non può sempre rendersi conto di cosa sta succedendo: la condizione peggiora gradualmente. Se si nota che qualcuno nelle vicinanze si è ammalato, dovrebbero essere forniti i primi soccorsi. Lo schema è il seguente:
- aiuta a passare dalla luce diretta a una fresca area ombreggiata;
- mettere il paziente sulla schiena in modo che le gambe siano più alte della testa (questo aiuterà a normalizzare il flusso sanguigno);
- raffreddare il collo, il viso con acqua e applicare un impacco freddo sulla fronte;
- sganciare la cravatta, la cintura, togliere i vestiti attillati;
- mezz'ora dopo l'attacco dai da bere acqua fresca (una piccola quantità).
Se la vittima ha perso conoscenza, è importante cercare immediatamente l'aiuto di un medico. L'ambulanza sposterà la persona in un luogo sicuro e le farà un'iniezione di glucosio o vitamina C. Il medicinale verrà iniettato in una vena.
Come prendere il sole correttamente?
Per non provare quanto possa essere spiacevole l'eccessiva quantità di radiazione solare ricevuta durante l'abbronzatura, è importante seguire le regole per trascorrere del tempo al sole in sicurezza. L'ultravioletto avvia la produzione di melanina, un ormone che aiuta la pelle a proteggersi dagli effetti negativi delle onde. Sotto l'influenza di questa sostanza, la pelle diventa più scura e l'ombra si trasforma in bronzo. Fino ad oggi, le controversie su quanto sia utile e dannoso per una persona non si placano.
Da un lato, la scottatura solare è un tentativo del corpo di proteggersi dall'eccessiva esposizione alle radiazioni. Ciò aumenta la probabilità della formazione di neoplasie maligne. D' altra parte, l'abbronzatura è considerata alla moda e bella. Al fine di ridurre al minimo i rischi per se stessi, è ragionevole analizzare prima di iniziare le procedure in spiaggia quanto sia pericolosa la quantità di radiazione solare ricevuta durante l'abbronzatura, come ridurre al minimo i rischi per se stessi. Per rendere l'esperienza il più piacevole possibile, i bagnanti dovrebbero:
- bevi molta acqua;
- usa prodotti per la protezione della pelle;
- prendere il sole la sera o la mattina;
- Non trascorri più di un'ora alla luce diretta del sole;
- non bere alcolici;
- includi nel menu cibi ricchi di selenio, tocoferolo, tirosina. Non dimenticare il beta-carotene.
Il valore della radiazione solare peril corpo umano è eccezionalmente grande, non perdere di vista sia gli aspetti positivi che quelli negativi. Dovresti essere consapevole del fatto che in persone diverse si verificano reazioni biochimiche con caratteristiche individuali, quindi per qualcuno anche solo mezz'ora a prendere il sole può essere pericoloso. È ragionevole consultare un medico prima della stagione balneare, valutare il tipo e le condizioni della pelle. Questo aiuterà a prevenire danni alla salute.
Se possibile, evita di prendere il sole in età avanzata, durante il periodo di gravidanza. Malattie del cancro, disturbi mentali, patologie cutanee e insufficienza cardiaca non sono combinati con l'esposizione al sole.
Radiazioni totali: dov'è la carenza?
Piuttosto interessante da considerare è la distribuzione della radiazione solare. Come accennato in precedenza, solo circa la metà di tutte le onde può raggiungere la superficie del pianeta. Dove scompaiono gli altri? I diversi strati dell'atmosfera e le particelle microscopiche da cui si formano svolgono il loro ruolo. Una parte impressionante, come è stato indicato, viene assorbita dallo strato di ozono: sono tutte onde la cui lunghezza è inferiore a 0,36 micron. Inoltre, l'ozono è in grado di assorbire alcuni tipi di onde dallo spettro visibile all'occhio umano, ovvero l'intervallo 0,44-1,18 micron.
I raggi UV vengono in una certa misura assorbiti dallo strato di ossigeno. Questo è caratteristico della radiazione con una lunghezza d'onda di 0,13-0,24 micron. L'anidride carbonica, il vapore acqueo può assorbire una piccola percentuale dello spettro infrarosso. L'aerosol atmosferico assorbe una parte (spettro IR) della quantità totale di radiazione solare.
Le onde della categoria delle onde corte sono disperse nell'atmosfera a causa della presenza di particelle microscopiche disomogenee, aerosol, nuvole qui. Elementi disomogenei, particelle di dimensioni inferiori alla lunghezza d'onda, provocano scattering molecolare e, per quelli più grandi, è caratteristico il fenomeno descritto dall'indicatrice, cioè l'aerosol.
Un' altra quantità di radiazione solare raggiunge la superficie terrestre. Combina radiazione diretta e radiazione diffusa.
Radiazione totale: aspetti importanti
Il valore totale è la quantità di radiazione solare ricevuta dal territorio, oltre che assorbita nell'atmosfera. Se non ci sono nuvole nel cielo, la quantità totale di radiazione dipende dalla latitudine dell'area, dall' altitudine del corpo celeste, dal tipo di superficie terrestre in quest'area e dal livello di trasparenza dell'aria. Più particelle di aerosol sono sparse nell'atmosfera, minore è la radiazione diretta, ma aumenta la proporzione di radiazione diffusa. Normalmente, in assenza di nuvolosità nell'irraggiamento totale, la diffusione è di un quarto.
Il nostro paese appartiene a quelli settentrionali, quindi la maggior parte dell'anno nelle regioni meridionali l'irraggiamento è molto maggiore che in quelle settentrionali. Ciò è dovuto alla posizione della stella nel cielo. Ma il breve periodo maggio-luglio è un periodo unico, quando anche al nord l'irraggiamento totale è piuttosto impressionante, poiché il sole è alto nel cielo e le ore di luce sono più lunghe che in altri mesi dell'anno. Allo stesso tempo, in media, nella metà asiatica del Paese, in assenza di nuvolosità, il totalela radiazione è più significativa che in occidente. La massima intensità della radiazione delle onde si osserva a mezzogiorno e il massimo annuale si verifica a giugno, quando il sole è più alto nel cielo.
La radiazione solare totale è la quantità di energia solare che raggiunge il nostro pianeta. Allo stesso tempo, va ricordato che vari fattori atmosferici portano al fatto che l'arrivo annuale della radiazione totale è inferiore a quanto potrebbe essere. La più grande differenza tra il reale osservato e il massimo possibile è tipico delle regioni dell'Estremo Oriente in estate. I monsoni causano nubi estremamente dense, quindi la radiazione totale si riduce di circa la metà.
Curioso di sapere
La percentuale maggiore della massima esposizione possibile all'energia solare in re altà si osserva (calcolata per 12 mesi) nel sud del Paese. L'indicatore raggiunge l'80%.
La nuvolosità non si traduce sempre nella stessa quantità di dispersione della radiazione solare. La forma delle nuvole gioca un ruolo, le caratteristiche del disco solare in un particolare momento nel tempo. Se è aperto, la nuvolosità provoca una diminuzione della radiazione diretta, mentre la radiazione diffusa aumenta bruscamente.
Ci sono anche giorni in cui la radiazione diretta ha approssimativamente la stessa intensità della radiazione diffusa. Il valore totale giornaliero può essere anche maggiore della radiazione caratteristica di una giornata completamente senza nuvole.
In termini di 12 mesi, particolare attenzione dovrebbe essere prestata ai fenomeni astronomici come determinazione degli indicatori numerici complessivi. Allo stesso tempo, la nuvolosità porta al fatto che il massimo reale di radiazione può essere osservato non a giugno, ma un mese prima o dopo.
Radiazioni nello spazio
Dal confine della magnetosfera del nostro pianeta e più lontano nello spazio esterno, la radiazione solare diventa un fattore associato a un pericolo mortale per l'uomo. Già nel 1964 fu pubblicato un importante lavoro di divulgazione scientifica sui metodi di difesa. I suoi autori erano scienziati sovietici Kamanin, Bubnov. È noto che per una persona la dose di radiazioni a settimana non dovrebbe essere superiore a 0,3 roentgen, mentre per un anno dovrebbe essere entro 15 R. Per un'esposizione a breve termine, il limite per una persona è 600 R. Voli nello spazio, soprattutto in condizioni di attività solare imprevedibile, può essere accompagnata da una significativa esposizione degli astronauti, che obbliga ad adottare misure aggiuntive per la protezione contro onde di diversa lunghezza.
Dopo le missioni Apollo, durante le quali sono stati testati i metodi di protezione, sono stati studiati i fattori che influenzano la salute umana, è passato più di un decennio, ma fino ad oggi gli scienziati non riescono a trovare metodi efficaci e affidabili per prevedere le tempeste geomagnetiche. Puoi fare una previsione per ore, a volte per più giorni, ma anche per una previsione settimanale le possibilità di realizzazione non superano il 5%. Il vento solare è ancora più imprevedibile. Con una probabilità di uno su tre, gli astronauti, partendo per una nuova missione, possono cadere in potenti flussi di radiazioni. Ciò rende ancora più importante la questione sia della ricerca e della previsione delle caratteristiche delle radiazioni, sia dello sviluppo di metodi per la protezione controlui.
