Sunčevo zračenje je zračenje svojstveno svjetiljku našeg planetarnog sistema. Sunce je glavna zvijezda oko koje se okreće Zemlja, kao i susjedne planete. U stvari, ovo je ogromna vruća plinska lopta, koja neprestano emitira energiju koja teče u prostor oko nje. To je ono što zovu radijacija. Smrtonosno, u isto vrijeme upravo je ta energija jedan od glavnih faktora koji omogućavaju život na našoj planeti. Kao i sve na ovom svijetu, koristi i štete od sunčevog zračenja za organski život su usko povezane.
Opći pogled
Da biste razumjeli šta je sunčevo zračenje, prvo morate razumjeti šta je Sunce. Glavni izvor toplote, koji obezbeđuje uslove za organsko postojanje na našoj planeti, u univerzalnim prostorima je samo mala zvezda na galaktičkoj periferiji Mlečnog puta. Ali za zemljane, Sunce je centar mini-univerzuma. Na kraju krajeva, naša planeta se okreće oko ovog gasnog ugruška. Sunce nam daje toplinu i osvjetljenje, odnosno opskrbljuje formeenergija bez koje bi naše postojanje bilo nemoguće.
U drevnim vremenima, izvor sunčevog zračenja - Sunce - bilo je božanstvo, predmet vrijedan obožavanja. Sunčeva putanja preko neba ljudima se činila očiglednim dokazom Božje volje. Pokušaji da se udubi u suštinu fenomena, da se objasni šta je ovo svetlo, učinjeni su dugo vremena, a posebno značajan doprinos im je dao Kopernik, koji je formirao ideju heliocentrizma, koja se upadljivo razlikovala od geocentrizam općenito prihvaćen u to doba. Međutim, pouzdano se zna da su naučnici još u davna vremena više puta razmišljali o tome šta je Sunce, zašto je ono toliko važno za sve oblike života na našoj planeti, zašto je kretanje ove svjetiljke upravo onako kako vidimo to.
Napredak tehnologije omogućio je bolje razumijevanje šta je Sunce, koji se procesi odvijaju unutar zvijezde, na njenoj površini. Naučnici su naučili šta je sunčevo zračenje, kako gasni objekat utiče na planete u zoni svog uticaja, posebno na klimu Zemlje. Sada čovječanstvo ima dovoljno veliku bazu znanja da može s povjerenjem reći: bilo je moguće saznati šta je zračenje koje emituje Sunce, kako izmjeriti ovaj energetski tok i kako formulirati karakteristike njegovog utjecaja na različite oblike organskog života na Zemlja.
O uslovima
Najvažniji korak u savladavanju suštine koncepta napravljen je u prošlom veku. Tada je eminentni astronom A. Eddington formulirao pretpostavku: termonuklearna fuzija se dešava u Sunčevim dubinama, štoomogućava oslobađanje ogromne količine energije u prostor oko zvijezde. Pokušavajući da se proceni količina sunčevog zračenja, uloženi su napori da se utvrde stvarni parametri životne sredine na zvezdi. Dakle, temperatura jezgra, prema naučnicima, dostiže 15 miliona stepeni. Ovo je dovoljno da se nosi sa međusobnim odbojnim uticajem protona. Sudar jedinica dovodi do stvaranja jezgri helijuma.
Nove informacije privukle su pažnju mnogih istaknutih naučnika, uključujući A. Einsteina. U pokušaju da procijene količinu sunčevog zračenja, naučnici su otkrili da su jezgra helijuma inferiorna po masi u odnosu na ukupnu vrijednost od 4 protona potrebna za formiranje nove strukture. Tako je otkrivena karakteristika reakcija, nazvana "defekt mase". Ali u prirodi ništa ne može nestati bez traga! U pokušaju da pronađu "pobjegle" količine, naučnici su uporedili oporavak energije i specifičnosti promjene mase. Tada je bilo moguće otkriti da razliku emituju gama kvanti.
Emitovani objekti probijaju se od jezgra naše zvijezde do njene površine kroz brojne slojeve atmosferskog plina, što dovodi do fragmentacije elemenata i stvaranja elektromagnetnog zračenja na njihovoj osnovi. Među ostalim vrstama sunčevog zračenja je i svjetlost koju percipira ljudsko oko. Približne procene sugerišu da proces prolaska gama zraka traje oko 10 miliona godina. Još osam minuta - i zračena energija stiže do površine naše planete.
Kao što?
Sunčevo zračenje naziva se ukupni kompleks elektromagnetnog zračenja, koji se odlikuje prilično širokim rasponom. To uključuje takozvani solarni vjetar, odnosno tok energije formiran od elektrona, svjetlosnih čestica. Na graničnom sloju atmosfere naše planete konstantno se opaža isti intenzitet sunčevog zračenja. Energija zvijezde je diskretna, njen prijenos se odvija kroz kvante, dok je korpuskularna nijansa toliko beznačajna da se zrake mogu smatrati elektromagnetnim valovima. A njihova distribucija, kako su otkrili fizičari, odvija se ravnomjerno i pravolinijski. Dakle, da bi se opisali sunčevo zračenje, potrebno je odrediti njegovu karakterističnu talasnu dužinu. Na osnovu ovog parametra uobičajeno je razlikovati nekoliko vrsta zračenja:
- topla;
- radio talas;
- bijelo svjetlo;
- ultraljubičasto;
- gamma;
- x-ray.
Odnos najboljeg infracrvenog, vidljivog, ultraljubičastog procjenjuje se na sljedeći način: 52%, 43%, 5%.
Za kvantitativnu procjenu zračenja, potrebno je izračunati gustinu energetskog fluksa, odnosno količinu energije koja dosegne ograničenu površinu površine u datom vremenskom periodu.
Kao što su studije pokazale, sunčevo zračenje pretežno apsorbuje planetarna atmosfera. Zbog toga dolazi do zagrijavanja na temperaturu ugodnu za organski život, karakterističnu za Zemlju. Postojeća ozonska školjka propušta samo stoti dio ultraljubičastog zračenja. Talasi su potpuno blokirani.kratke dužine, opasno za živa bića. Atmosferski slojevi su u stanju da rasprše skoro trećinu sunčevih zraka, još 20% se apsorbuje. Posljedično, ne više od polovice sve energije dospijeva na površinu planete. Upravo se taj "ostatak" u nauci zvao direktno sunčevo zračenje.
A ako detaljnije?
Postoji nekoliko aspekata koji određuju koliko će direktno zračenje biti intenzivno. Najznačajniji su upadni ugao, koji zavisi od geografske širine (geografske karakteristike terena na globusu), doba godine, koje određuje kolika je udaljenost do određene tačke od izvora zračenja. Mnogo zavisi od karakteristika atmosfere – koliko je zagađena, koliko oblaka ima u datom trenutku. Konačno, priroda površine na koju zraka pada, odnosno njena sposobnost da reflektuje dolazeće talase, igra ulogu.
Ukupno sunčevo zračenje je vrijednost koja kombinuje rasute zapremine i direktno zračenje. Parametar koji se koristi za procjenu intenziteta procjenjuje se u kalorijama po jedinici površine. Istovremeno, ima na umu da su u različito doba dana vrijednosti inherentne radijaciji različite. Osim toga, energija se ne može ravnomjerno rasporediti po površini planete. Što je bliže polu, intenzitet je veći, dok snježni pokrivači imaju veliku refleksiju, što znači da zrak nema priliku da se zagrije. Stoga, što je dalje od ekvatora, to će biti manje ukupno zračenje sunčevog talasa.
Kao što su naučnici uspeli da identifikuju, energijaSunčevo zračenje ima ozbiljan uticaj na planetarnu klimu, podređuje vitalnu aktivnost različitih organizama koji postoje na Zemlji. U našoj zemlji, kao i na teritoriji njenih najbližih suseda, kao iu drugim državama koje se nalaze na severnoj hemisferi, zimi preovlađujući udeo pripada rasejanoj radijaciji, ali leti dominira direktno zračenje.
Infracrveni talasi
Od ukupne količine sunčevog zračenja, impresivan procenat pripada infracrvenom spektru, koji ljudsko oko ne percipira. Zbog takvih valova, površina planete se zagrijava, postepeno prenoseći toplinsku energiju na zračne mase. Ovo pomaže u održavanju ugodne klime, održavanju uslova za postojanje organskog života. Ako nema ozbiljnih kvarova, klima ostaje uslovno nepromenjena, što znači da sva stvorenja mogu da žive u svojim uobičajenim uslovima.
Naša zvijezda nije jedini izvor infracrvenih talasa. Slično zračenje karakteristično je za svaki grijani predmet, uključujući običnu bateriju u ljudskoj kući. Na principu percepcije infracrvenog zračenja rade brojni uređaji koji omogućavaju da se u mraku vide zagrijana tijela, inače neugodni uslovi za oči. Inače, kompaktni uređaji koji su postali toliko popularni u posljednje vrijeme rade na sličnom principu kako bi procijenili kroz koje dijelove zgrade nastaju najveći toplinski gubici. Ovi mehanizmi su posebno rasprostranjeni među graditeljima, kao i vlasnicima privatnih kuća, jer pomažu da se identifikuje kroz koje sekcijetoplina se gubi, organizirajte njihovu zaštitu i spriječite nepotrebnu potrošnju energije.
Ne potcenjujte efekat sunčevog infracrvenog zračenja na ljudsko telo samo zato što naše oči ne mogu da primete takve talase. Konkretno, zračenje se aktivno koristi u medicini, jer omogućava povećanje koncentracije leukocita u krvožilnom sistemu, kao i normalizaciju protoka krvi povećanjem lumena krvnih žila. Uređaji bazirani na IR spektru koriste se kao profilaktička sredstva protiv kožnih patologija, terapijski kod upalnih procesa u akutnom i kroničnom obliku. Najsavremeniji lijekovi pomažu u rješavanju koloidnih ožiljaka i trofičnih rana.
Ovo je zanimljivo
Na osnovu proučavanja faktora sunčevog zračenja, bilo je moguće stvoriti zaista jedinstvene uređaje zvane termografi. Omogućuju pravovremeno otkrivanje raznih bolesti koje nisu dostupne za otkrivanje na druge načine. Ovako možete pronaći rak ili krvni ugrušak. IR u određenoj mjeri štiti od ultraljubičastog zračenja, opasnog za organski život, što je omogućilo korištenje valova ovog spektra za obnavljanje zdravlja astronauta koji su dugo bili u svemiru.
Priroda oko nas je i dan-danas tajanstvena, to se odnosi i na zračenje različitih talasnih dužina. Konkretno, infracrveno svjetlo još uvijek nije u potpunosti istraženo. Naučnici znaju da njegova nepravilna upotreba može naštetiti zdravlju. Stoga je neprihvatljivo koristiti opremu koja stvara takvo svjetlo za liječenje gnojnihupaljena područja, krvarenja i maligne neoplazme. Infracrveni spektar je kontraindiciran za osobe koje pate od poremećenog funkcionisanja srca, krvnih sudova, uključujući i one koji se nalaze u mozgu.
Vidljivo svjetlo
Jedan od elemenata ukupnog sunčevog zračenja je svjetlost vidljiva ljudskom oku. Talasni snopovi se šire pravolinijski, tako da nema superpozicije jedan na drugom. Svojevremeno je ovo postalo tema velikog broja naučnih radova: naučnici su krenuli da shvate zašto je toliko nijansi oko nas. Ispostavilo se da ključni parametri svjetlosti igraju ulogu:
- refrakcija;
- refleksija;
- apsorpcija.
Kao što su naučnici otkrili, objekti sami po sebi nisu u stanju da budu vidljivi izvori svetlosti, ali mogu apsorbovati zračenje i reflektovati ga. Uglovi refleksije, frekvencija talasa variraju. Tokom stoljeća, sposobnost osobe da vidi se postepeno poboljšavala, ali određena ograničenja nastaju zbog biološke strukture oka: mrežnica je takva da može percipirati samo određene zrake reflektiranih svjetlosnih valova. Ovo zračenje je mali jaz između ultraljubičastih i infracrvenih talasa.
Mnoge radoznale i misteriozne karakteristike svjetlosti ne samo da su postale predmet mnogih radova, već su bile osnova za rađanje nove fizičke discipline. Istovremeno su se pojavile nenaučne prakse, teorije, čiji pristaše vjeruju da boja može utjecati na fizičko stanje osobe, psihu. Na osnovu takvihpretpostavke, ljudi se okružuju predmetima koji im najviše prijaju, čineći svakodnevni život ugodnijim.
Ultraljubičasto
Jednako važan aspekt ukupnog sunčevog zračenja je ultraljubičasta studija, formirana od talasa velike, srednje i male dužine. Oni se međusobno razlikuju i po fizičkim parametrima i po posebnostima njihovog utjecaja na oblike organskog života. Dugi ultraljubičasti talasi, na primjer, uglavnom se raspršuju u atmosferskim slojevima, a samo mali postotak dopire do površine zemlje. Što je talasna dužina kraća, takvo zračenje dublje može prodrijeti u ljudsku (i ne samo) kožu.
S jedne strane, ultraljubičasto je opasno, ali bez njega je nemoguće postojanje raznolikog organskog života. Takvo zračenje je odgovorno za stvaranje kalciferola u tijelu, a ovaj element je neophodan za izgradnju koštanog tkiva. UV spektar je moćna prevencija rahitisa, osteohondroze, što je posebno važno u djetinjstvu. Osim toga, takvo zračenje:
- reguliše metabolizam;
- aktivira proizvodnju esencijalnih enzima;
- pojačava regenerativne procese;
- stimuliše protok krvi;
- proširuje krvne sudove;
- stimuliše imuni sistem;
- dovodi do stvaranja endorfina, što znači da se smanjuje nervozna prenadraženost.
Povratna strana novčića
Iznad je navedeno da je ukupno sunčevo zračenje količina zračenja koja dopire do površineplanete i rasuti u atmosferi. Shodno tome, element ovog volumena je ultraljubičasto zračenje svih dužina. Mora se imati na umu da ovaj faktor ima i pozitivne i negativne aspekte utjecaja na organski život. Sunčanje, iako je često korisno, može biti opasno po zdravlje. Predugo izlaganje direktnoj sunčevoj svjetlosti, posebno u uvjetima pojačane aktivnosti svjetiljke, štetno je i opasno. Produžena izloženost tijelu, kao i previsoka aktivnost zračenja, uzrokuju:
- opekotine, crvenilo;
- edem;
- hiperemija;
- toplina;
- mučnina;
- povraćanje.
Produljeno ultraljubičasto zračenje izaziva narušavanje apetita, funkcionisanja centralnog nervnog sistema, imunog sistema. Takođe, počinje da me boli glava. Opisani simptomi su klasične manifestacije sunčanice. Sama osoba ne može uvijek shvatiti šta se dešava - stanje se postepeno pogoršava. Ako se primijeti da je nekome u blizini pozlilo, treba pružiti prvu pomoć. Shema je sljedeća:
- pomozite da pređete sa direktnog svetla na hladno zasjenjeno područje;
- stavite pacijenta na leđa tako da noge budu više od glave (ovo će pomoći normalizaciji protoka krvi);
- ohladite vrat, lice vodom i stavite hladan oblog na čelo;
- otkopčajte kravatu, pojas, skinite usku odjeću;
- pola sata nakon napada dajte piti hladnu vodu (malu količinu).
Ako je žrtva izgubila svijest, važno je odmah potražiti pomoć ljekara. Hitna pomoć će osobu premjestiti na sigurno mjesto i dati joj injekciju glukoze ili vitamina C. Lijek se ubrizgava u venu.
Kako se pravilno sunčati?
Kako ne biste doživjeli koliko neugodna može biti prevelika količina sunčevog zračenja primljenog tokom sunčanja, važno je pridržavati se pravila bezbednog provođenja vremena na suncu. Ultraljubičasto zračenje pokreće proizvodnju melanina, hormona koji pomaže koži da se zaštiti od negativnih utjecaja valova. Pod uticajem ove supstance koža postaje tamnija, a nijansa se pretvara u bronzanu. Do danas ne jenjavaju sporovi o tome koliko je to korisno i štetno za čovjeka.
S jedne strane, opekotine od sunca su pokušaj organizma da se zaštiti od prekomernog izlaganja zračenju. To povećava vjerovatnoću nastanka malignih neoplazmi. S druge strane, preplanulost se smatra modernim i lijepim. Kako biste rizike za sebe sveli na najmanju moguću mjeru, razumno je prije početka procedura na plaži analizirati koliko je opasna količina sunčevog zračenja primljenog tokom sunčanja, kako minimizirati rizike za sebe. Da bi iskustvo bilo što ugodnije, sunčani ljudi bi trebali:
- pijte puno vode;
- koristite proizvode za zaštitu kože;
- sunčajte se uveče ili ujutro;
- ne provodite više od sat vremena na direktnom suncu;
- ne pijte alkohol;
- uključite u jelovnik namirnice bogate selenom, tokoferolom, tirozinom. Ne zaboravite na beta-karoten.
Vrijednost sunčevog zračenja zaljudsko tijelo je izuzetno veliko, ne gubite iz vida i pozitivne i negativne aspekte. Treba imati na umu da se kod različitih ljudi javljaju biohemijske reakcije sa individualnim karakteristikama, pa za nekoga čak i pola sata sunčanja može biti opasno. Razumno je prije sezone na plaži konzultirati liječnika, procijeniti tip i stanje kože. Ovo će pomoći u sprečavanju štete po zdravlje.
Ako je moguće, izbegavajte sunčanje u starosti, tokom perioda rađanja bebe. Bolesti raka, mentalni poremećaji, kožne patologije i zatajenje srca ne kombinuju se sa sunčanjem.
Ukupna radijacija: gdje je nestašica?
Prilično zanimljivo za razmatranje je distribucija sunčevog zračenja. Kao što je gore spomenuto, samo oko polovina svih valova može doći do površine planete. Gdje nestaju ostali? Različiti slojevi atmosfere i mikroskopske čestice od kojih se formiraju igraju svoju ulogu. Impresivan dio, kako je naznačeno, apsorbira ozonski omotač - sve su to valovi čija je dužina manja od 0,36 mikrona. Dodatno, ozon je u stanju da apsorbuje neke vrste talasa iz spektra vidljivog ljudskom oku, odnosno intervala 0,44-1,18 mikrona.
UV se u određenoj mjeri apsorbira slojem kisika. Ovo je karakteristično za zračenje s talasnom dužinom od 0,13-0,24 mikrona. Ugljični dioksid, vodena para mogu apsorbirati mali postotak infracrvenog spektra. Atmosferski aerosol apsorbira dio (IR spektar) ukupne količine sunčevog zračenja.
Talasi iz kategorije kratkih talasa se raspršuju u atmosferi zbog prisustva mikroskopskih nehomogenih čestica, aerosola, oblaka ovde. Nehomogeni elementi, čestice čije su dimenzije inferiorne u odnosu na talasnu dužinu, izazivaju molekularno rasipanje, a za veće je karakteristična pojava koju opisuje indikatriksa, odnosno aerosol.
Još jedna količina sunčevog zračenja dopire do površine Zemlje. Kombinira direktno zračenje, difuzno zračenje.
Ukupna radijacija: važni aspekti
Ukupna vrijednost je količina sunčevog zračenja primljenog na teritoriju, kao i apsorbovanog u atmosferi. Ako na nebu nema oblaka, ukupna količina zračenja zavisi od geografske širine područja, nadmorske visine nebeskog tijela, vrste zemljine površine u ovoj oblasti i nivoa prozračnosti zraka. Što je više čestica aerosola raspršeno u atmosferi, to je niže direktno zračenje, ali se udio raspršenog zračenja povećava. Normalno, u nedostatku oblačnosti u ukupnom zračenju, difuzno je jedna četvrtina.
Naša zemlja spada u sjeverne, pa je veći dio godine u južnim krajevima radijacija znatno veća nego u sjevernim. To je zbog položaja zvijezde na nebu. Ali kratak vremenski period maj-jul je jedinstven period, kada je čak i na severu ukupna radijacija prilično impresivna, budući da je sunce visoko na nebu, a danje je duže nego u drugim mesecima u godini. Istovremeno, u proseku, u azijskoj polovini zemlje, u nedostatku oblačnosti, ukupanradijacija je značajnija nego na zapadu. Maksimalna jačina talasnog zračenja uočava se u podne, a godišnji maksimum se javlja u junu, kada je sunce najviše na nebu.
Ukupno sunčevo zračenje je količina sunčeve energije koja stiže do naše planete. Istovremeno, treba imati na umu da različiti atmosferski faktori dovode do toga da je godišnji dolazak ukupne radijacije manji nego što bi mogao biti. Najveća razlika između stvarno uočenog i maksimalno mogućeg karakteristična je za dalekoistočne regije ljeti. Monsuni uzrokuju izuzetno gustu naoblaku, tako da je ukupna radijacija smanjena za otprilike polovinu.
Zanima me
Najveći procenat maksimalne moguće izloženosti sunčevoj energiji u stvarnosti se (preračunato za 12 meseci) primećuje na jugu zemlje. Indikator dostiže 80%.
Oblačnost ne rezultira uvijek istom količinom raspršenja sunčevog zračenja. Oblik oblaka igra ulogu, karakteristike solarnog diska u određenom trenutku. Ako je otvoren, onda naoblačenje uzrokuje smanjenje direktnog zračenja, dok se difuzno zračenje naglo povećava.
Postoje i dani kada je direktno zračenje približno iste jačine kao i rasejano zračenje. Ukupna dnevna vrijednost može biti čak i veća od radijacije karakteristične za dan potpuno bez oblaka.
U periodu od 12 mjeseci posebnu pažnju treba posvetiti astronomskim pojavama kao određivanju ukupnih brojčanih pokazatelja. Istovremeno, oblačnost dovodi do toga da se pravi maksimum radijacije može uočiti ne u junu, već mjesec dana ranije ili kasnije.
Zračenje u svemiru
Od granice magnetosfere naše planete i dalje u svemir, sunčevo zračenje postaje faktor povezan sa smrtnom opasnošću za ljude. Već 1964. godine objavljen je važan naučno-popularni rad o odbrambenim metodama. Njegovi autori bili su sovjetski naučnici Kamanjin, Bubnov. Poznato je da za osobu doza zračenja sedmično ne bi trebala biti veća od 0,3 rendgena, dok bi za godinu dana trebala biti unutar 15 R. Za kratkotrajno izlaganje, granica za osobu je 600 R. Letovi u svemir, posebno u uslovima nepredvidive sunčeve aktivnosti, može biti praćeno značajnom izloženošću astronauta, što obavezuje na preduzimanje dodatnih mera zaštite od talasa različitih dužina.
Nakon misija Apolo, tokom kojih su testirane metode zaštite, proučavani faktori koji utiču na zdravlje ljudi, prošlo je više od jedne decenije, ali do danas naučnici ne mogu pronaći efikasne, pouzdane metode za predviđanje geomagnetskih oluja. Prognozu možete praviti satima, ponekad i nekoliko dana, ali čak i za sedmičnu prognozu šanse za realizaciju nisu veće od 5%. Sunčev vetar je još nepredvidiviji. Sa vjerovatnoćom od jedan od tri, astronauti, krećući na novu misiju, mogu pasti u moćne tokove zračenja. Ovo čini još važnijim pitanje kako istraživanja i predviđanja karakteristika zračenja, tako i razvoja metoda zaštite od zračenjanjega.
