Слънцето играе важна роля за нас на Земята. Той осигурява на планетата и всичко на нея важни фактори като светлина и топлина. Но какво е слънчевата радиация, спектърът на слънчевата светлина, как всичко това се отразява на нас и на глобалния климат като цяло?
Какво е слънчевата радиация?
Лоши мисли обикновено идват на ум, когато мислите за думата "радиация". Но слънчевата радиация всъщност е много добро нещо – това е слънчева светлина! Всяко живо същество на Земята зависи от него. Той е необходим за оцеляване, затопля планетата, осигурява храна за растенията.
Слънчевата радиация е цялата светлина и енергия, които идват от слънцето и има много различни форми. В електромагнитния спектър се разграничават различни видове светлинни вълни, излъчвани от слънцето. Те са като вълните, които виждате в океана: те се движат нагоре и надолу и от едно място на друго. Спектърът на слънчевото изследване може да има различна интензивност. Разграничаванеултравиолетово, видимо и инфрачервено лъчение.
Светлината движи енергия
Спектърът на слънчевата радиация образно наподобява клавиатура на пиано. Единият му край има ниски ноти, докато другият край има високи. Същото важи и за електромагнитния спектър. Единият край има ниски честоти, а другият - високи. Нискочестотните вълни са дълги за определен период от време. Това са неща като радар, телевизия и радиовълни. Високочестотните лъчения са високоенергийни вълни с къса дължина на вълната. Това означава, че самата дължина на вълната е много кратка за даден период от време. Това са например гама лъчи, рентгенови лъчи и ултравиолетови лъчи.
Можете да мислите за това по следния начин: нискочестотните вълни са като изкачване на хълм с постепенно издигане, докато високочестотните вълни са като бързо изкачване по стръмен, почти вертикален хълм. Височината на всеки хълм е еднаква. Честотата на електромагнитната вълна определя колко енергия носи. Електромагнитните вълни, които са по-дълги и следователно с по-ниски честоти, носят много по-малко енергия от тези с по-къси дължини на вълните и по-високи честоти.
Ето защо рентгеновите лъчи и ултравиолетовото лъчение могат да бъдат опасни. Те носят толкова много енергия, че ако попаднат в тялото ви, могат да увредят клетките и да причинят проблеми като рак и промени в ДНК. Неща като радио и инфрачервени вълни, които носят много по-малко енергия, всъщност нямат никакъв ефектнямаме влияние. Това е добре, защото със сигурност не искате да се излагате на риск, като просто включите стерео.
Видимата светлина, която ние и другите животни можем да видим с очите си, се намира почти в средата на спектъра. Не виждаме други вълни, но това не означава, че ги няма. Всъщност насекомите могат да виждат ултравиолетова светлина, но не и нашата видима светлина. Цветята изглеждат много по-различно за тях, отколкото за нас и това им помага да знаят кои растения да посетят и кои да стоят настрана.
Източник на цялата енергия
Приемаме слънчевата светлина за даденост, но не е задължително, защото всъщност цялата енергия на Земята зависи от тази голяма, ярка звезда в центъра на нашата слънчева система. И докато сме в него, трябва да благодарим и на нашата атмосфера, защото тя поглъща част от радиацията, преди да стигне до нас. Това е важен баланс: твърде много слънчева светлина и Земята се нагрява, твърде малко и започва да замръзва.
Преминавайки през атмосферата, спектърът на слънчевата радиация близо до повърхността на Земята дава енергия в различни форми. Първо, нека разгледаме различните начини за прехвърлянето му:
- Проводимост (проводимост) е, когато енергията се прехвърля от директен контакт. Когато изгорите ръката си с горещ тиган, защото сте забравили да сложите ръкавица за фурна, това е проводимост. Съдовете за готвене предават топлината на ръката ви чрез директен контакт. Освен това, когато краката ви докоснат студените плочки в банята сутрин, те предават топлината на пода чрез директен контакт -проводимост в действие.
- Разсейване е, когато енергията се пренася чрез токове във флуид. Може и на газ, но така или иначе процесът е същият. Когато течността се нагрява, молекулите са възбудени, разпръснати и по-малко плътни, така че са склонни да се издигат. Когато се охладят, те отново падат надолу, създавайки път на клетъчния ток.
- Радиация (радиация) е когато енергията се предава под формата на електромагнитни вълни. Помислете колко е хубаво да седнете до огъня и да почувствате как топлината на добре дошла се излъчва от него към вас – това е радиация. Радиовълните, светлинните и топлинните вълни могат да пътуват от едно място на друго без помощта на каквито и да било материали.
Основни спектри на слънчевата радиация
Слънцето има различно излъчване: от рентгенови лъчи до радиовълни. Слънчевата енергия е светлина и топлина. Неговият състав:
- 6-7% UV светлина,
- около 42% от видимата светлина,
- 51% NIR.
Получаваме слънчева енергия с интензитет от 1 киловат на квадратен метър на морското равнище в продължение на много часове на ден. Около половината от излъчването е във видимата късовълнова част на електромагнитния спектър. Другата половина е в близката инфрачервена и малко в ултравиолетовата.
UV радиация
Ултравиолетовото лъчение в слънчевия спектър е с по-голям интензитет от другите: до 300-400 nm. Частта от тази радиация, която не се абсорбира от атмосфератапредизвиква слънчево изгаряне или слънчево изгаряне за хора, които са били на слънчева светлина за дълги периоди от време. UV радиацията в слънчевата светлина има както положителни, така и отрицателни ефекти върху здравето. Той е основен източник на витамин D.
Видима радиация
Видимата радиация в слънчевия спектър има среден интензитет. Количествените оценки на потока и вариациите в неговото спектрално разпределение във видимия и близкия инфрачервен диапазон на електромагнитния спектър представляват голям интерес при изследването на слънчево-земните въздействия. Диапазонът от 380 до 780 nm се вижда с просто око.
Причината е, че по-голямата част от енергията на слънчевата радиация е концентрирана в този диапазон и той определя термичното равновесие на земната атмосфера. Слънчевата светлина е ключов фактор в процеса на фотосинтеза, който се използва от растенията и други автотрофни организми за преобразуване на светлинната енергия в химическа енергия, която може да се използва като гориво за тялото.
Инфрачервено лъчение
Инфрачервеният спектър, който се простира от 700 nm до 1 000 000 nm (1 mm), съдържа важна част от електромагнитното излъчване, което достига до Земята. Инфрачервеното лъчение в слънчевия спектър има три вида интензитет. Учените разделят този диапазон на 3 типа въз основа на дължината на вълната:
- A: 700-1400 nm.
- B: 1400-3000 nm.
- C: 3000-1 мм.
Заключение
Многоживотните (включително хората) имат чувствителност в диапазона от около 400-700 nm, а използваемият спектър за цветно зрение при хората, например, е около 450-650 nm. В допълнение към ефектите, които се появяват при залез и изгрев, спектралният състав се променя главно във връзка с това как директно слънчевата светлина удря земята.
На всеки две седмици Слънцето доставя на нашата планета достатъчно енергия за цялата година. В тази връзка слънчевата радиация все повече се разглежда като алтернативен източник на енергия.
