Ev » fizyoloji » Güneş radyasyonu: türleri ve vücut üzerindeki etkileri. Güneş radyasyonu - nedir bu? Toplam güneş radyasyonu

Güneş radyasyonu: türleri ve vücut üzerindeki etkileri. Güneş radyasyonu - nedir bu? Toplam güneş radyasyonu

Güneşin enerjisi gezegenimizdeki yaşamın kaynağıdır. Güneş, atmosferi ve dünyanın yüzeyini ısıtır. Güneş enerjisi sayesinde rüzgarlar eser, doğada su döngüsü gerçekleşir, denizler ve okyanuslar ısınır, bitkiler gelişir, hayvanlar beslenir (bkz. Şekil 1.1). Fosil yakıtların Dünya'da var olması güneş radyasyonu sayesindedir.

Şekil 1.1 - Güneş radyasyonunun Dünya üzerindeki etkisi

Güneş enerjisi ısıya veya soğuğa, itici güce ve elektriğe dönüştürülebilir. Dünya yüzeyinde ve atmosferde meydana gelen hemen hemen tüm doğal süreçlerin ana enerji kaynağı, Güneş'ten Dünya'ya güneş radyasyonu şeklinde gelen enerjidir.

Şekil 1.2, güneş radyasyonunun etkisi altında Dünya yüzeyinde ve atmosferinde meydana gelen süreçleri yansıtan bir sınıflandırma şemasını göstermektedir.

Doğrudan güneş aktivitesinin sonuçları, Dünya'nın termal enerji ve ışık almasının bir sonucu olarak termal etki ve fotoelektrik etkidir. Güneşin dolaylı aktivitesinin sonuçları, rüzgarın, dalgaların ortaya çıkmasına neden olan, nehirlerin akışına neden olan ve Dünya'nın iç ısısını korumak için koşullar yaratan atmosfer, hidrosfer ve jeosferdeki karşılık gelen etkilerdir.

Şekil 1.2 - Yenilenebilir enerji kaynaklarının sınıflandırılması

Güneş, 695300 km yarıçaplı, Dünya'nın yarıçapının 109 katı, yaklaşık 6000°C'lik bir yayılan yüzey sıcaklığına sahip bir gaz topudur. Güneş'in içinde sıcaklık 40 milyon °C'ye ulaşır.

Şekil 1.3, Güneş'in yapısının bir diyagramını göstermektedir. Güneş, hidrojenle çalışan ve saniyede 564 milyon ton hidrojeni eriterek 560 milyon ton helyuma dönüştüren devasa bir "füzyon reaktörü"dür. Dört milyon ton kütle kaybı 9:1-10 9 GW'ye eşittir saat enerji (1 GW, 1 milyon kW'a eşittir). Bir saniyede, altı milyar nükleer santralin bir yılda üretebileceğinden daha fazla enerji üretiliyor. Atmosferin koruyucu kabuğu nedeniyle, bu enerjinin sadece bir kısmı Dünya yüzeyine ulaşır.

Dünyanın merkezleri ile Güneş arasındaki mesafe ortalama 1.496*10 8 km'dir.

yıllık Güneş 1.6 hakkında Dünya'ya gönderir 10 18 kW saat radyant enerji veya 1,3 * 10 24 cal ısı. Bu, mevcut küresel enerji tüketiminin 20 bin katıdır. Katkı güneş yerkürenin enerji dengesinde, diğer tüm kaynakların toplam katkısından 5000 kat daha fazladır.

Bu ısı miktarı, dünya yüzeyini kaplayan 35 m kalınlığındaki buz tabakasını 0°C'de eritmek için yeterli olacaktır.

Güneş radyasyonu ile karşılaştırıldığında, Dünya'ya gelen diğer tüm enerji kaynakları ihmal edilebilir düzeydedir. Böylece yıldızların enerjisi güneş enerjisinin yüz milyonda biridir; kozmik radyasyon - iki milyarda biri. Dünyanın derinliklerinden yüzeyine gelen iç ısı, güneş enerjisinin on binde biridir.

Şekil 1.3 - Güneşin yapısının şeması

Böylece. Güneş aslında Dünya'daki tek termal enerji kaynağıdır.

Güneş'in merkezinde güneş çekirdeği bulunur (bkz. Şekil 1.4). Fotosfer, radyasyonun ana kaynağı olan Güneş'in görünen yüzeyidir. Güneş, çok yüksek bir sıcaklığa sahip olan bir güneş koronasıyla çevrilidir, ancak son derece seyrektir, bu nedenle çıplak gözle yalnızca tam güneş tutulması dönemlerinde görülebilir.

Güneş'in radyasyon yayan görünür yüzeyine fotosfer (ışık küresi) denir. İyonize halde bulunan çeşitli kimyasal elementlerin sıcak buharlarından oluşur.

Fotosferin üzerinde, kromosfer adı verilen seyreltilmiş gazlardan oluşan parlak, neredeyse saydam bir Güneş atmosferi vardır.

Kromosferin üzerinde, Güneş'in korona adı verilen dış kabuğu bulunur.

Güneşi oluşturan gazlar, sürekli şiddetli (yoğun) bir hareket halindedir ve bu da güneş lekeleri, parlamalar ve çıkıntıların ortaya çıkmasına neden olur.

Güneş lekeleri, hızı 1-2 km/s'ye ulaşan gaz kütlelerinin girdap hareketleri sonucu oluşan büyük hunilerdir. Noktaların sıcaklığı Güneş'in sıcaklığından 1500°C daha düşük ve yaklaşık 4500°C'dir. Güneş lekelerinin sayısı yaklaşık 11 yıllık bir süre ile yıldan yıla değişmektedir.

Şekil 1.4 - Güneşin Yapısı

Güneş meşaleleri güneş enerjisi emisyonlarıdır ve fışkırmalar, Güneş'in kromosferinde 2 milyon km yüksekliğe ulaşan devasa güç patlamalarıdır.

Gözlemler, güneş lekelerinin sayısındaki artışla fakulaların ve çıkıntıların sayısının arttığını ve buna bağlı olarak güneş aktivitesinin arttığını göstermiştir.

Güneş aktivitesinin artmasıyla birlikte Dünya'da telefon, telgraf ve radyo iletişimini ve yaşam koşullarını olumsuz etkileyen manyetik fırtınalar meydana gelir. Auroralardaki artış aynı fenomenle ilişkilidir.

Artan güneş lekeleri döneminde, ilk dönemde güneş aktivitesinde genel bir artışla ilişkili olan güneş radyasyonunun yoğunluğunun arttığına ve ardından güneş lekelerinin alanı arttığından güneş radyasyonunun azaldığına dikkat edilmelidir. fotosferin sıcaklığının 1500 ° altında bir sıcaklığa sahip.

Güneş radyasyonunun Dünya ve atmosfer üzerindeki etkisini inceleyen meteoroloji bölümüne aktinometri denir.

Aktinometrik çalışmada, Güneş'in gökkubbedeki konumunu bilmek gerekir. Bu konum, Güneş'in yüksekliği veya azimutu tarafından belirlenir.

güneş yüksekliği O Güneş'ten ufka olan açısal mesafe, yani Güneş yönü ile ufuk düzlemi arasındaki açı olarak adlandırılır.

Güneş'in başucu noktasından, yani dikey yönünden açısal uzaklığına azimut veya zenit mesafesi denir.

Yükseklik ile zenit mesafesi arasında bir ilişki vardır.

(1.1)

Güneşin azimutu, yalnızca özel işler için nadiren belirlenir.

Güneşin ufkun üzerindeki yüksekliği aşağıdaki formülle belirlenir:

Nerede - gözlem yerinin enlemi;

- güneş sapması, ekvatordan güneşe olan sapma dairesinin yayı olup, güneşin ekvatordan her iki yönde 0 ila ± 90 ° arasındaki konumuna bağlı olarak ölçülür;

T - Güneşin saat açısı veya derece cinsinden gerçek güneş zamanı.

Güneş'in her gün için sapma değeri astronomik referans kitaplarında uzun süredir verilmektedir.

Formül (1.2) ile kişi herhangi bir zaman için hesaplayabilir T güneş yüksekliği O veya belirli bir yükseklikte hc güneşin belirli bir yükseklikte olduğu zamanı belirleyin.

Yılın çeşitli günleri için öğle saatlerinde Güneş'in maksimum yüksekliği aşağıdaki formülle hesaplanır:

(1.3)

Dünya, Güneş'ten yılda 1.36 * 10v24 cal ısı alır. Bu enerji miktarıyla karşılaştırıldığında, Dünya yüzeyine ulaşan ışıma enerjisinin kalan miktarı ihmal edilebilir düzeydedir. Böylece yıldızların ışıma enerjisi güneş enerjisinin yüz milyonda biri, kozmik radyasyon iki milyarda biri, Dünya'nın yüzeyindeki iç ısısı güneş ısısının beş binde biri kadardır.
Güneş Radyasyonu - Güneş radyasyonu- atmosferde, hidrosferde ve litosferin üst katmanlarında meydana gelen hemen hemen tüm işlemler için ana enerji kaynağıdır.
Güneş radyasyonunun yoğunluğunun ölçü birimi, güneş ışınlarının yönüne dik olan tamamen siyah bir yüzeyin 1 cm2'si tarafından 1 dakika içinde emilen ısının kalori sayısıdır (cal/cm2*dak).

Güneş'ten dünya atmosferine ulaşan ışıma enerjisi akışı çok sabittir. Yoğunluğu güneş sabiti (Io) olarak adlandırılır ve ortalama olarak 1,88 kcal/cm2 min olarak alınır.
Güneş sabitinin değeri, Dünya'nın Güneş'ten uzaklığına ve güneş aktivitesine bağlı olarak dalgalanır. Yıl içindeki dalgalanmaları %3,4-3,5'dir.
Güneş ışınları dünyanın her yerine dikey olarak düşseydi, o zaman atmosferin yokluğunda ve güneş sabiti 1.88 cal / cm2 * dak ile her santimetre karesi yılda 1000 kcal alırdı. Dünyanın küresel olması nedeniyle bu miktar 4 kat, 1 metrekare azalır. cm yılda ortalama 250 kcal alır.
Yüzey tarafından alınan güneş radyasyonu miktarı, ışınların geliş açısına bağlıdır.
Maksimum radyasyon miktarı, güneş ışınlarının yönüne dik olan yüzey tarafından alınır, çünkü bu durumda tüm enerji, ışın demetinin enine kesitine eşit bir enine kesite sahip alana dağıtılır - a. Aynı ışın demetinin eğik gelişiyle, enerji geniş bir alana dağılır (bölüm c) ve bir birim yüzey daha az miktarda enerji alır. Işınların geliş açısı ne kadar küçük olursa, güneş radyasyonunun yoğunluğu o kadar düşük olur.
Güneş radyasyonu yoğunluğunun ışınların geliş açısına bağımlılığı aşağıdaki formülle ifade edilir:

I1 = I0 * sinh,

burada I0, tam bir ışın insidansındaki güneş ışınımının yoğunluğudur. Atmosfer dışında güneş sabiti;
I1 - güneş ışınları h açısında düştüğünde güneş radyasyonunun yoğunluğu.
I1, I0'dan kaç kat daha az, a bölümünün b bölümünden kaç kez daha az olduğu.
Şekil 27, a / b \u003d günah A'nın olduğunu göstermektedir.
Güneş ışınlarının geliş açısı (Güneş'in yüksekliği) yalnızca 23 ° 27 "K ila 23 ° 27" G enlemlerinde 90 ° 'ye eşittir. (yani tropikler arasında). Diğer enlemlerde her zaman 90°'den azdır (Tablo 8). Işınların geliş açısındaki azalmaya göre farklı enlemlerde yüzeye ulaşan güneş ışınımının şiddeti de azalmalıdır. Güneş'in yüksekliği yıl boyunca ve gün boyunca sabit kalmadığı için yüzeyin aldığı güneş ısısı miktarı sürekli değişir.

Yüzey tarafından alınan güneş radyasyonu miktarı, yüzey ile doğrudan ilişkilidir. güneş ışığına maruz kalma süresinden.

Atmosfer dışındaki ekvator bölgesinde, yıl boyunca güneş ısısı miktarında büyük dalgalanmalar görülmezken, yüksek enlemlerde bu dalgalanmalar çok fazladır (bkz. Tablo 9). Kış aylarında, yüksek ve alçak enlemler arasındaki güneş ısısının gelişindeki farklılıklar özellikle önemlidir. Yaz aylarında, sürekli aydınlatma koşulları altında, kutup bölgeleri Dünya'da günde maksimum miktarda güneş ısısı alır. Kuzey yarımkürede yaz gündönümü gününde, ekvatordaki günlük ısı miktarından %36 daha fazladır. Ancak ekvatorda günün süresi 24 saat değil (şu anda kutupta olduğu gibi) 12 saat olduğundan, ekvatorda birim zaman başına güneş radyasyonu miktarı en yüksek olmaya devam ediyor. Yaklaşık 40-50° enlemde gözlemlenen günlük güneş ısısı toplamının yaz maksimumu, Güneş'in önemli bir yüksekliğinde nispeten uzun bir günle (şu anda 10-20° enlem kadar daha büyük) ilişkilendirilir. Ekvator ve kutup bölgelerinin aldığı ısı miktarındaki farklılıklar yazın kışa göre daha azdır.
Güney yarımküre yazın kuzeyden daha fazla ısı alır ve kışın tersi olur (Dünya'nın Güneş'e olan mesafesindeki değişiklikten etkilenir). Ve her iki yarımkürenin yüzeyi tamamen homojen olsaydı, güney yarımkürede sıcaklık dalgalanmalarının yıllık genlikleri kuzeydekinden daha büyük olurdu.
Atmosferdeki güneş radyasyonu geçer nicel ve nitel değişiklikler.
İdeal, kuru ve temiz bir atmosfer bile ışınları emip saçarak güneş radyasyonunun yoğunluğunu azaltır. Su buharı ve katı safsızlıklar içeren gerçek atmosferin güneş radyasyonu üzerindeki zayıflatma etkisi ideal olandan çok daha fazladır. Atmosfer (oksijen, ozon, karbondioksit, toz ve su buharı) esas olarak ultraviyole ve kızılötesi ışınları emer. Güneşin atmosfer tarafından emilen radyant enerjisi, diğer enerji türlerine dönüştürülür: termal, kimyasal vb. Absorpsiyon, güneş radyasyonunu genel olarak %17-25 oranında zayıflatır.
Atmosferik gaz molekülleri, ışınları nispeten kısa dalgalarla saçar - mor, mavi. Gökyüzünün mavi rengini açıklayan da budur. Safsızlıklar, ışınları farklı dalga boylarındaki dalgalarla eşit şekilde dağıtır. Bu nedenle, önemli bir içerikle gökyüzü beyazımsı bir renk alır.
Güneş ışınlarının atmosfer tarafından saçılması ve yansıması nedeniyle bulutlu günlerde gün ışığı görülür, gölgedeki cisimler görünür hale gelir ve alacakaranlık olgusu oluşur.
Işığın atmosferdeki yolu ne kadar uzunsa, geçmesi gereken kalınlık o kadar büyük olur ve güneş radyasyonu o kadar belirgin şekilde zayıflatılır. Bu nedenle, yükseklikle birlikte atmosferin radyasyon üzerindeki etkisi azalır. Güneş ışığının atmosferdeki yolunun uzunluğu, Güneş'in yüksekliğine bağlıdır. Güneşin yüksekliği 90 ° (m) olan güneş ışınının atmosferdeki yolunun uzunluğunu bir birim olarak alırsak, Güneşin yüksekliği ile ışının atmosferdeki yolunun uzunluğu arasındaki oran şu olacaktır: Tabloda gösterildiği gibi. 10.

Güneş'in herhangi bir yüksekliğinde atmosferdeki radyasyonun toplam zayıflaması, Bouguer formülü ile ifade edilebilir: Im = I0 * pm, burada Im, dünya yüzeyinin yakınında atmosferde değişen güneş radyasyonunun yoğunluğudur; I0 - güneş sabiti; m, ışının atmosferdeki yoludur; 90 ° güneş yüksekliğinde 1'e (atmosferin kütlesi) eşittir, p şeffaflık katsayısıdır (m = 1'de yüzeye hangi radyasyon fraksiyonunun ulaştığını gösteren kesirli bir sayı).
Güneş'in 90° yüksekliğinde, m=1'de, dünya yüzeyine yakın güneş radyasyonunun yoğunluğu I1, Io'dan p kat daha azdır, yani, I1=Io*p.
Güneş'in yüksekliği 90°'den küçükse, o zaman m her zaman 1'den büyüktür. Bir güneş ışınının yolu, her biri 1'e eşit olan birkaç parçadan oluşabilir. birinci (aa1) ve ikinci (a1a2) segment I1 açıkça Io *p'ye eşittir, ikinci segmenti geçtikten sonraki radyasyon yoğunluğu I2=I1*p=I0 p*p=I0 p2; I3=I0p3 vb.

Atmosferin şeffaflığı sabit değildir ve farklı koşullarda aynı değildir. Gerçek atmosferin şeffaflığının ideal atmosferin şeffaflığına oranı - bulanıklık faktörü - her zaman birden büyüktür. Havadaki su buharı ve toz içeriğine bağlıdır. artış ile coğrafi enlem bulanıklık faktörü düşüşü: 0 ila 20 ° N enlemlerinde. Şş. 40 ila 50 ° N enlemlerinde ortalama olarak 4,6'ya eşittir. Şş. - 3.5, 50 ila 60 ° N enlemlerinde. Şş. - 2.8 ve 60 ila 80 ° N enlemlerinde. Şş. - 2.0. İÇİNDE ılıman enlemler bulanıklık faktörü kışın yaza göre daha düşüktür ve sabahları öğleden sonraya göre daha düşüktür. Yüksekliğe bağlı olarak azalır. Bulanıklık faktörü ne kadar büyük olursa, güneş radyasyonunun zayıflaması da o kadar büyük olur.
Ayırt etmek doğrudan, dağınık ve toplam güneş radyasyonu.
Atmosferden geçerek yeryüzüne ulaşan güneş ışınımının bir kısmı doğrudan ışınımdır. Atmosfer tarafından saçılan radyasyonun bir kısmı diffüz radyasyona dönüştürülür. Dünya yüzeyine doğrudan ve dağınık olarak giren tüm güneş radyasyonuna toplam radyasyon denir.
Doğrudan ve dağınık radyasyon arasındaki oran, atmosferin bulutluluğuna, tozluluğuna ve ayrıca Güneş'in yüksekliğine bağlı olarak önemli ölçüde değişir. Açık gökyüzünde, saçılan radyasyonun oranı %0,1'i geçmez; bulutlu gökyüzünde, dağınık radyasyon doğrudan radyasyondan daha büyük olabilir.
Alçak güneş irtifasında toplam radyasyon tamamına yakını difüzden oluşur. Güneşin 50° yüksekliğinde ve açık bir gökyüzünde, saçılan radyasyonun oranı %10-20'yi geçmez.
Ortalama yıllık ve aylık toplam radyasyon değerlerinin haritaları, coğrafi dağılımındaki ana kalıpları fark etmeyi mümkün kılar. Toplam radyasyonun yıllık değerleri esas olarak bölgesel olarak dağıtılır. Dünya üzerindeki en büyük yıllık toplam radyasyon miktarı tropikal iç çöllerde (Doğu Sahra ve Merkezi kısmı Arabistan). Ekvatordaki toplam radyasyonda gözle görülür bir azalma, yüksek hava nemi ve yüksek bulutluluktan kaynaklanır. Kuzey Kutbu'nda toplam radyasyon yılda 60-70 kcal/cm2'dir; Antarktika'da, açık günlerin sık tekrar etmesi ve atmosferin daha fazla şeffaf olması nedeniyle, biraz daha fazladır.

Haziran ayında, kuzey yarımküre en fazla miktarda radyasyon alır ve özellikle iç tropikal ve subtropikal bölgeler. Kuzey yarımkürenin ılıman ve kutup enlemlerinde yüzey tarafından alınan güneş radyasyonu miktarları, esas olarak kutup bölgelerinde günün uzun sürmesi nedeniyle çok az farklılık gösterir. Yukarıdaki toplam radyasyon dağılımında bölgeleme. kuzey yarım küredeki kıtalar ve tropikal enlemler Güney Yarımküre neredeyse ifade edilmiyor. Okyanus üzerindeki kuzey yarımkürede daha iyi tezahür eder ve güney yarımkürenin tropikal olmayan enlemlerinde açıkça ifade edilir. Güney kutup dairesinde, toplam güneş radyasyonunun değeri 0'a yaklaşır.
Aralık ayında, en büyük miktarda radyasyon güney yarım küreye giriyor. Antarktika'nın yüksek hava şeffaflığına sahip yüksek buz yüzeyi, Haziran ayında Kuzey Kutbu'nun yüzeyinden önemli ölçüde daha fazla toplam radyasyon alıyor. Çöllerde çok fazla ısı var (Kalahari, Büyük Avustralya), ancak güney yarımkürenin daha fazla okyanus olması nedeniyle (yüksek hava nemi ve bulutluluğun etkisi), buradaki miktarları aynı enlemlerde Haziran ayında olduğundan biraz daha az kuzey yarımkürenin. Kuzey yarımkürenin ekvatoral ve tropikal enlemlerinde, toplam radyasyon nispeten az değişir ve dağılımındaki bölgeleme, yalnızca kuzey dönencesinin kuzeyinde açıkça ifade edilir. Artan enlemle birlikte, toplam radyasyon oldukça hızlı bir şekilde azalır; sıfır izolini Kuzey Kutup Dairesi'nin biraz kuzeyinden geçer.
Dünya yüzeyine düşen toplam güneş radyasyonu kısmen atmosfere geri yansır. Bir yüzeyden yansıyan ışınım miktarının o yüzey üzerine düşen ışınım miktarına oranına ne ad verilir? albedo. Albedo, bir yüzeyin yansıtıcılığını karakterize eder.
Dünya yüzeyinin albedo durumu ve özelliklerine bağlıdır: renk, nem, pürüzlülük, vb. Yeni yağan kar en yüksek yansıtma oranına sahiptir (%85-95). Sakin bir su yüzeyi, dikey olarak düştüğünde güneş ışınlarının sadece %2-5'ini, güneş alçaktayken üzerine düşen ışınların neredeyse tamamını (%90) yansıtır. Kuru çernozemin albedo'su - %14, ıslak - 8, orman - 10-20, çayır bitki örtüsü - 18-30, kumlu çöl yüzeyi - 29-35, deniz buzu yüzeyi - %30-40.
Özellikle taze karla (%95'e kadar) kaplı buz yüzeyinin geniş albedosu bunun nedenidir. Düşük sıcaklık yaz aylarında kutup bölgelerinde, güneş radyasyonunun gelişinin önemli olduğu yerlerde.
Dünya yüzeyinin ve atmosferinin radyasyonu. Sıcaklığı mutlak sıfırın (eksi 273°'den büyük) üzerinde olan herhangi bir cisim ışıma enerjisi yayar. Bir kara cismin toplam emisyonu, mutlak sıcaklığının (T) dördüncü kuvveti ile orantılıdır:
E \u003d σ * T4 kcal / cm2 bölü dakika (Stefan-Boltzmann yasası), burada σ sabit bir katsayıdır.
Yayılan cismin sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, yayılan nm ışınlarının dalga boyu o kadar kısa olur. Akkor Güneş uzaya gönderir kısa dalga radyasyon. Kısa dalga güneş radyasyonunu emen dünyanın yüzeyi ısınır ve aynı zamanda bir radyasyon kaynağı (karasal radyasyon) haline gelir. Ho, dünya yüzeyinin sıcaklığı birkaç on dereceyi geçmediğinden, uzun dalga radyasyonu, görünmez.
Dünya radyasyonu büyük ölçüde atmosfer tarafından tutulur (su buharı, karbondioksit, ozon), ancak 9-12 mikron dalga boyuna sahip ışınlar serbestçe atmosferin ötesine geçer ve bu nedenle Dünya ısısının bir kısmını kaybeder.
İçinden geçen güneş radyasyonunun bir kısmını ve dünyanın yarısından fazlasını emen atmosfer, enerjiyi hem dünya uzayına hem de dünya yüzeyine yayar. Dünya yüzeyine doğru yönlendirilen atmosferik radyasyona denir. zıt radyasyon Bu radyasyon, karasal, uzun dalga gibi, görünmez.
Atmosferde iki uzun dalga radyasyon akışı buluşur - Dünya yüzeyinin radyasyonu ve atmosferin radyasyonu. Dünya yüzeyinin gerçek ısı kaybını belirleyen aralarındaki farka denir. verimli radyasyon Etkili radyasyon ne kadar büyükse, yayılan yüzeyin sıcaklığı o kadar yüksek olur. Hava nemi etkili radyasyonu azaltır, bulutları onu büyük ölçüde azaltır.
Yıllık etkili radyasyon toplamlarının en yüksek değeri, yüksek yüzey sıcaklığı, kuru hava ve açık gökyüzü nedeniyle tropikal çöllerde - yılda 80 kcal / cm2 - gözlenir. Ekvatorda, yüksek hava nemi ile, etkili radyasyon yılda sadece 30 kcal/cm2'dir ve kara ve okyanus için değeri çok az farklılık gösterir. Kutup bölgelerindeki en düşük etkili radyasyon. Ilıman enlemlerde, dünya yüzeyi toplam radyasyonun soğurulmasından aldığı ısı miktarının yaklaşık yarısını kaybeder.
Atmosferin Güneş'in kısa dalga radyasyonunu (direkt ve dağınık radyasyon) geçirip Dünya'nın uzun dalga radyasyonunu geciktirme yeteneğine sera (sera) etkisi denir. Sera etkisi sayesinde ortalama sıcaklık dünyanın yüzeyi +16°'dir, atmosfer olmasaydı -22° (38° daha düşük) olurdu.
Radyasyon dengesi (artık radyasyon). Dünyanın yüzeyi aynı anda radyasyon alır ve verir. Radyasyonun gelişi, toplam güneş radyasyonu ve atmosferin karşı radyasyonudur. Tüketim - güneş ışığının yüzeyden yansıması (albedo) ve dünya yüzeyinin kendi radyasyonu. Gelen ve giden radyasyon arasındaki fark radyasyon dengesi, veya artık radyasyon Radyasyon dengesinin değeri denklem ile belirlenir

R \u003d Q * (1-α) - ben,

burada Q, birim yüzey başına toplam güneş ışınımıdır; α - albedo (kesir); ben - etkili radyasyon.
Girdi çıktıdan büyükse radyasyon dengesi pozitiftir; girdi çıktıdan küçükse denge negatiftir. Radyasyon dengesi geceleri tüm enlemlerde negatif, gündüzleri öğlene kadar kışın yüksek enlemler dışında her yerde pozitiftir; öğleden sonra - yine olumsuz. Günde ortalama olarak, radyasyon dengesi hem pozitif hem de negatif olabilir (Tablo 11).

Dünya yüzeyinin radyasyon dengesinin yıllık toplamlarının haritasında görülebilir. ani değişiklik izolinlerin karadan okyanusa geçişleri sırasındaki konumları. Kural olarak, Okyanus yüzeyinin radyasyon dengesi karanın radyasyon dengesini aşar (albedo etkisi ve etkili radyasyon). Radyasyon dengesinin dağılımı genellikle bölgeseldir. Okyanusta tropikal enlemlerde, radyasyon dengesinin yıllık değerleri 140 kcal/cm2'ye (Arap Denizi) ulaşır ve yüzen buz sınırında 30 kcal/cm2'yi geçmez. Okyanustaki radyasyon dengesinin bölgesel dağılımından sapmalar önemsizdir ve bulutların dağılımından kaynaklanır.
Ekvatoral ve tropik enlemlerdeki karalarda, nem koşullarına bağlı olarak radyasyon dengesinin yıllık değerleri 60 ila 90 kcal/cm2 arasında değişir. Radyasyon dengesinin en büyük yıllık toplamları, albedo ve etkili radyasyonun nispeten küçük olduğu alanlarda (nemli tropik ormanlar, savanlar) not edilir. En düşük değerleri çok nemli (yoğun bulutluluk) ve çok kuru (büyük etkili radyasyon) alanlardadır. Ilıman ve yüksek enlemlerde, radyasyon dengesinin yıllık değeri enlem arttıkça azalır (toplam radyasyondaki azalmanın etkisi).
Antarktika'nın orta bölgeleri üzerindeki radyasyon dengesinin yıllık toplamları negatiftir (1 cm2 başına birkaç kalori). Kuzey Kutbu'nda bu değerler sıfıra yakındır.
Temmuz ayında, güney yarımkürenin önemli bir bölümünde dünya yüzeyinin radyasyon dengesi negatiftir. Sıfır denge çizgisi 40 ve 50°G arasında uzanır. Şş. Radyasyon dengesinin en yüksek değerine kuzey yarımkürenin tropik enlemlerinde Okyanus yüzeyinde ve Karadeniz gibi bazı iç denizlerin yüzeyinde ulaşılır (ayda 14-16 kcal/cm2).
Ocak ayında sıfır denge çizgisi 40 ile 50°K arasındadır. Şş. (okyanusların üzerinde biraz kuzeye doğru yükselir, kıtaların üzerinde güneye doğru alçalır). Kuzey yarımkürenin önemli bir kısmı negatif radyasyon dengesine sahiptir. Radyasyon dengesinin en büyük değerleri, güney yarımkürenin tropikal enlemleriyle sınırlıdır.
Ortalama olarak, dünya yüzeyinin radyasyon dengesi pozitiftir. Bu durumda, yüzey sıcaklığı artmaz, ancak yaklaşık olarak sabit kalır, bu da yalnızca sürekli aşırı ısı tüketimi ile açıklanabilir.
Atmosferin radyasyon dengesi, bir yanda onun tarafından soğurulan güneş ve karasal radyasyondan, diğer yanda atmosferik radyasyondan oluşur. Atmosfer güneş ışınımının yalnızca küçük bir kısmını soğurduğu ve neredeyse yüzey kadar yaydığı için her zaman negatiftir.
Yüzeyin ve atmosferin bir bütün olarak radyasyon dengesi, bir yıl boyunca tüm Dünya için ortalama olarak sıfıra eşittir, ancak enlemlerde hem pozitif hem de negatif olabilir.
Radyasyon dengesinin böyle bir dağılımının sonucu, ısının ekvatordan kutuplara doğru transferi olmalıdır.
Termal denge. Radyasyon dengesi, ısı dengesinin en önemli bileşenidir. Yüzey ısı dengesi denklemi, gelen güneş radyasyonu enerjisinin dünya yüzeyinde nasıl dönüştürüldüğünü gösterir:

burada R, radyasyon dengesidir; LE - buharlaşma için ısı tüketimi (L - gizli buharlaşma ısısı, E - buharlaşma);
P - yüzey ve atmosfer arasındaki türbülanslı ısı değişimi;
A - yüzey ve alttaki toprak veya su katmanları arasındaki ısı değişimi.
Bir yüzeyin radyasyon dengesi, yüzey tarafından emilen radyasyon ısı kaybını aşarsa pozitif, onları yenilemezse negatif olarak kabul edilir. Isı dengesinin diğer tüm terimleri, yüzeyden ısı kaybına neden oluyorlarsa (eğer ısı tüketimine karşılık geliyorlarsa) pozitif kabul edilir. Çünkü. denklemin tüm terimleri değişebilir, ısı dengesi sürekli bozulur ve yeniden düzelir.
Yukarıda ele alınan yüzeyin ısı dengesinin denklemi yaklaşıktır, çünkü bazı ikincil faktörleri hesaba katmaz, ancak belirli koşullar altında önemli hale gelen faktörleri, örneğin donma sırasında ısı salınımı, çözülme tüketimi vb. .
Atmosferin ısı dengesi, atmosferin radyasyon dengesi Ra, yüzeyden gelen ısı Pa, yoğuşma sırasında atmosfere salınan ısı LE ve yatay ısı transferi (adveksiyon) Aa'dan oluşur. Atmosferin radyasyon dengesi her zaman negatiftir. Nem yoğunlaşmasının bir sonucu olarak ısı akışı ve türbülanslı ısı transferinin büyüklüğü pozitiftir. Isı adveksiyonu, yılda ortalama olarak, düşük enlemlerden yüksek enlemlere transferine yol açar: bu nedenle, düşük enlemlerde ısı tüketimi ve yüksek enlemlere varış anlamına gelir. Çok yıllı bir türevde, atmosferin ısı dengesi Ra=Pa+LE denklemiyle ifade edilebilir.
Yüzeyin ve atmosferin ısı dengesi bir bütün olarak uzun vadeli ortalamada 0'a eşittir (Şekil 35).

Yılda atmosfere giren güneş ışınımı miktarı (250 kcal/cm2) %100 olarak alınmıştır. Atmosfere nüfuz eden güneş radyasyonu kısmen bulutlardan yansıtılır ve atmosferin ötesine geri döner -% 38, kısmen atmosfer tarafından emilir -% 14 ve kısmen doğrudan güneş radyasyonu şeklinde dünyanın yüzeyine ulaşır -% 48. Yüzeye ulaşan %48'in %44'ü emilir ve %4'ü yansıtılır. Böylece Dünya'nın albedo'su %42'dir (38+4).
Dünya yüzeyi tarafından emilen radyasyon şu şekilde harcanır: %20 etkin radyasyonla kaybolur, %18'i yüzeyden buharlaşmaya, %6'sı türbülanslı ısı transferi sırasında havayı ısıtmaya harcanır (toplam %24). Yüzeyin ısı kaybı gelişini dengeler. Atmosferin aldığı ısı (%14 doğrudan Güneş'ten, %24 dünya yüzeyinden) Dünya'nın etkin radyasyonuyla birlikte dünya uzayına yönlendirilir. Dünya'nın albedosu (%42) ve radyasyon (%58) atmosfere güneş radyasyonu akışını dengeler.

Güneş radyasyonu nedir sorusunun cevabı, güneş tarafından yayılan ışık spektrumunun tamamıdır. Elektromanyetik spektrumdaki görünür ışık ve diğer tüm radyasyon frekanslarını içerir. Dünyadaki bilinen enerji kaynaklarıyla karşılaştırıldığında, Güneş muazzam miktarda enerji yayar. Güneş tarafından yayılan radyasyon türü, güneşin çekirdeğindeki nükleer füzyonun neden olduğu yüksek sıcaklığının bir ürünüdür. Güneş radyasyonu bilim adamları tarafından incelenir, çünkü Güneş'in insan vücudu ve bir bütün olarak gezegen üzerindeki etkisi çok büyüktür.

Güneş radyasyonunun yalnızca küçük bir kısmı Dünya'ya ulaşır: çoğu boş uzaya yayılır. Bununla birlikte, Dünya'ya ulaşan fraksiyon, fosil yakıtlar gibi kaynakların Dünya'da tükettiği enerji miktarından çok daha fazladır. Güneş tarafından yayılan muazzam miktarda enerji, büyük kütlesi ve yüksek sıcaklığı ile açıklanabilir.

Güneş radyasyonu türleri

Genellikle küresel radyasyon olarak adlandırılan toplam güneş radyasyonu, doğrudan, dağınık ve yansıyan radyasyonun toplamıdır. Bizim için mevcut olan güneş radyasyonu her zaman yukarıdaki üç bileşenin bir karışımıdır.

Güneş radyasyonu türleri

doğrudan radyasyon

Doğrudan radyasyon, güneşten dünyaya doğrudan hareket eden güneş ışınlarından elde edilir. Radyasyonun yönü aynı zamanda ışın radyasyonu veya doğrudan radyasyon ışını olarak da adlandırılır. Direkt ışınım, güneş ışınlarının düz bir çizgide hareket etmesi olduğundan, güneş ışınlarının yolu üzerinde görünen cisimlerin gölgeleri oluşur. Gölgeler doğrudan radyasyonun varlığını gösterir.
Güneşli bölgelerde ve yaz aylarında doğrudan radyasyon, toplam radyasyonun yaklaşık %70-80'ini oluşturur. Güneş enerjisi kurulumları, doğrudan radyasyonun çoğunu emmek için güneş takibini kullanır. Eğer Güneş Sistemi izleme kurulu değilse, değerli doğrudan radyasyon yakalanmaz.

dağınık radyasyon

Doğrudan radyasyonun sabit bir yönü vardır. Diffüz radyasyonun sabit bir yönü yoktur. Güneş ışınları atmosferde bulunan parçacıklar tarafından saçıldığında, bu saçılmış güneş ışınları dağınık radyasyonu açıklar.

Kirlilik arttıkça yayılan radyasyon miktarı da artar. Dağlık bölgelerde ve kış aylarında, dağınık radyasyon yüzdesi artar. Maksimum saçılan radyasyon miktarı, yatay olarak tutulduklarında güneş panelleri tarafından yakalanır. Bu, doğrudan radyasyonun çoğunu izlemek için açılı olan güneş panelleri durumunda, paneller tarafından yakalanan saçılan radyasyon miktarının azalacağı anlamına gelir. Güneş panellerinin yerle yaptığı açı ne kadar büyük olursa, paneller tarafından yakalanan saçılan radyasyon miktarı o kadar az olacaktır.

Yansıyan ve küresel radyasyon

Yansıyan radyasyon, radyasyonun havadaki parçacıklar dışındaki yüzeylerden yansıyan bileşenidir. Tepelerden, ağaçlardan, evlerden, su kütlelerinden yansıyan radyasyon, yansıyan radyasyonu yansıtır. Yansıyan radyasyon tipik olarak küresel radyasyonun küçük bir yüzdesini oluşturur, ancak karlı alanlarda %15'e kadar katkıda bulunabilir.

Küresel radyasyon, doğrudan, dağınık ve yansıyan radyasyonun toplamıdır. Güneş radyasyonu, ultraviyole ve kızılötesi dalgaların bir kombinasyonudur. bunların her biri oluşturan parçalar vücudu kendi yolunda etkiler.

Güneş ışınlarının insan vücudu üzerindeki etkisi

Güneşin insan vücudu üzerindeki etkisinden bahsetmişken, tam olarak belirlemek imkansızdır. İnsan sağlığına etkisi, zararı veya faydası nedir? Güneş ışınları ultraviyole ve kızılötesi radyasyon yayar. Güneş ışınları, yiyeceklerden elde edilen kilokalori gibidir. Eksiklikleri yetersiz beslenmeye, fazlalıkları ise obeziteye neden olur. Yani bu durumda. Orta derecede güneş radyasyonu vücut üzerinde olumlu bir etkiye sahipken, aşırı ultraviyole radyasyon yanıklara ve çok sayıda hastalığın gelişmesine neden olur. Etkilemek

Kızılötesi radyasyonun olumlu etkisi

Kızılötesi ışınların temel özelliği, insan vücudu üzerinde olumlu etkisi olan bir termal etki yaratmalarıdır. Isıtma elemanı, kan damarlarının genişlemesine ve kan dolaşımının normalleşmesine katkıda bulunur. Isının kaslar üzerinde rahatlatıcı bir etkisi vardır, hafif bir anti-inflamatuar ve analjezik etki sağlar. Isının etkisi altında metabolizma artar, biyolojik olarak aktif bileşenlerin asimilasyon süreçleri normalleşir. Güneşten gelen kızılötesi radyasyon beyni ve görsel aparatı uyarır.

İlginç! Güneş radyasyonu sayesinde uyku ve uyanıklıktan başlayarak vücudun biyolojik ritimlerini senkronize eder. Güneşin kızılötesi ışınlarıyla yapılan tedavi cilt durumunu iyileştirir ve sivilceleri ortadan kaldırır. Sıcak ışık, ruh halini yükseltir ve bir kişinin duygusal geçmişini iyileştirir. Ayrıca erkeklerde sperm kalitesini ve gücünü arttırır.

Ultraviyole radyasyonun olumlu etkisi

Ultraviyole radyasyonun vücut üzerindeki olumsuz etkileri hakkındaki tüm tartışmalara rağmen, yokluğu ciddi sağlık sorunlarına yol açabilir. Varlığın en önemli faktörlerinden biridir. Ve vücutta ultraviyole ışığın olmaması şu değişiklikleri getirir:
Birincisi bağışıklık sistemini zayıflatır (her şeyden önce etkisi vücuttaki hücre üzerindedir). Bunun nedeni, vitamin ve minerallerin emiliminin ihlali, hücresel düzeyde metabolizmanın ihlalidir.

Güneş, D vitamini eksikliğini telafi eder.

Yeni veya şiddetlenen kronik hastalıklar geliştirme eğilimi vardır, çoğu zaman komplikasyonlar ortaya çıkar. Kayıtlı uyuşukluk, kronik yorgunluk sendromu, verimde azalma. Çocuklarda ultraviyole ışığın olmaması D vitamini oluşumunu engeller ve yavaşlamasına neden olur. Ancak, aşırı güneş aktivitesinin vücuda fayda sağlamayacağını anlamalısınız.

güneşin olumsuz etkileri

Kızılötesi ve ultraviyole dalgaların maruz kalma süresi kesinlikle sınırlandırılmalıdır. Aşırı güneş radyasyonu:

vücudun genel durumunda bozulmaya neden olabilir (aşırı ısınma nedeniyle termal şok);
cildi olumsuz etkiler, kalıcı değişikliklere neden olabilirler;
görüşü bozar;
vücutta hormonal bozukluklara neden olur;
alerjik reaksiyonların gelişmesine neden olabilir;
insan genomu ve insan DNA'sının yapısı üzerinde olumsuz bir etkiye neden olabilir;
fetüsü olumsuz etkiler;
insan psikolojisini olumsuz etkiler.

Güneşin cilt üzerindeki etkisi

Aşırı güneş radyasyonu ciddi cilt problemlerine yol açar. Kısa vadede yanık veya dermatit riskiyle karşı karşıya kalırsınız. Bu, sıcak bir günde güneş tarafından büyülenmekle karşılaşabileceğiniz en küçük sorundur. Bu durum kıskanılacak bir düzenlilikle tekrarlanırsa, güneş radyasyonu oluşumu için bir teşvik olacaktır. malign tümörler cilt melanomunda.

Ayrıca, ultraviyole ışınlama cildi kurutur, ince ve hassas hale getirir. Ancak doğrudan ışınlar altında kalıcı ikamet, yaşlanma sürecini hızlandırarak erken kırışıklıkların ortaya çıkmasına neden olur.

Görme üzerinde olumsuz etki

Güneş ışığının görsel aparat üzerindeki etkisi çok büyüktür. Nitekim ışık ışınları sayesinde çevremizdeki dünya hakkında bilgi alıyoruz. Yapay aydınlatma bazı yönlerden doğal ışığa alternatif olabilir, ancak okuma ve yazma açısından ampul kullanmak göz yorgunluğunu artırır.
Olumsuz insan etkisi ve görünür güneş ışığından bahsetmişken, bu, güneş gözlüğü olmadan uzun süre güneşe maruz kalmanın gözlere zarar vermesi anlamına gelir.
Yaşayabileceğiniz rahatsızlık nedeniyle göz ağrısı, kızarıklık, fotofobi ön plana çıkabilir. En ciddi retina lezyonu yanmadır. Cildin kuruması, kırışık oluşması da mümkündür.

Radyasyonun uzayda insan vücudu üzerindeki etkileri

Uzay radyasyonu, uzay uçuşlarından kaynaklanan en büyük sağlık tehlikelerinden biridir. Bu tehlikelidir çünkü hücrelere zarar verebilecek veya öldürebilecek DNA moleküllerini değiştirmek veya yok etmek için yeterli enerjiye sahiptir. Bu, akut etkilerden uzun süreli maruz kalmaya kadar değişen sağlık sorunlarına yol açabilir.

Kan değişiklikleri, ishal, mide bulantısı ve kusma gibi akut etkiler hafiftir ve düzelir. Akut maruz kalmanın merkezi sinir sisteminde hasar ve hatta ölüm gibi diğer etkileri çok daha ciddidir. Astronot aşağıdaki gibi güneş parçacıklarına maruz kalmadıkça, bu tür bir maruz kalma kozmik radyasyona maruz kalma sonucu olmamalıdır. Güneş patlaması yüksek dozda radyasyon üretir.

Güneş radyasyonu, gezegen sistemimizin armatürünün doğasında bulunan radyasyondur. Güneş, Dünya'nın etrafında döndüğü ana yıldızın yanı sıra komşu gezegenlerdir. Aslında bu, etrafındaki boşluğa sürekli olarak enerji akışı yayan devasa bir sıcak gaz topudur. Buna radyasyon diyorlar. Ölümcül, aynı zamanda gezegenimizde yaşamı mümkün kılan ana faktörlerden biri olan bu enerjidir. Bu dünyadaki her şey gibi güneş radyasyonunun da organik yaşam için yararları ve zararları birbiriyle yakından ilişkilidir.

Genel görünüm

Güneş radyasyonunun ne olduğunu anlamak için önce Güneş'in ne olduğunu anlamalısınız. Evrensel uzaylarda gezegenimizde organik varoluşun koşullarını sağlayan ana ısı kaynağı, Samanyolu'nun galaktik eteklerinde yalnızca küçük bir yıldızdır. Ancak dünyalılar için Güneş, bir mini evrenin merkezidir. Ne de olsa gezegenimiz bu gaz pıhtısının etrafında dönüyor. Güneş bize ısı ve ışık verir, yani onsuz varlığımızın imkansız olacağı enerji biçimleri sağlar.

Eski zamanlarda, güneş radyasyonunun kaynağı - Güneş - tapınmaya değer bir nesne olan bir tanrıydı. Güneşin gökyüzündeki yörüngesi, insanlara Tanrı'nın iradesinin açık bir kanıtı gibi göründü. Bu aydınlığın ne olduğunu açıklamak için fenomenin özüne inme girişimleri uzun süredir yapılıyor ve Kopernik, güneşmerkezcilik fikrini oluşturarak onlara özellikle önemli bir katkı yaptı. jeomerkezcilik o dönemde genel olarak kabul görmüştür. Bununla birlikte, eski zamanlarda bile bilim adamlarının Güneş'in ne olduğunu, gezegenimizdeki tüm yaşam biçimleri için neden bu kadar önemli olduğunu, bu armatürün hareketinin neden tam olarak gördüğümüz gibi olduğunu defalarca düşündükleri kesin olarak biliniyor. BT.

Teknolojinin ilerlemesi, Güneş'in ne olduğunu, yıldızın içinde, yüzeyinde hangi süreçlerin gerçekleştiğini daha iyi anlamayı mümkün kıldı. Bilim adamları güneş radyasyonunun ne olduğunu, bir gaz nesnesinin etki alanındaki gezegenleri, özellikle de dünyanın iklimini nasıl etkilediğini öğrendiler. Artık insanlığın güvenle söyleyebileceği kadar geniş bir bilgi tabanı var: Güneş'in yaydığı radyasyonun ne olduğunu, bu enerji akışının nasıl ölçüleceğini ve etkisinin özelliklerinin nasıl formüle edileceğini bulmak mümkündü. değişik formlar Yeryüzündeki organik yaşam.

Terimler hakkında

Kavramın özüne hakim olmanın en önemli adımı geçen yüzyılda atıldı. O zaman ünlü astronom A. Eddington bir varsayım formüle etti: Güneşin derinliklerinde termonükleer füzyon meydana gelir ve bu da yıldızın etrafındaki boşluğa büyük miktarda enerjinin salınmasına izin verir. Güneş radyasyonu miktarını tahmin etmeye çalışırken, yıldız üzerindeki ortamın gerçek parametrelerini belirlemeye çalışıldı. Böylece bilim adamlarına göre çekirdek sıcaklığı 15 milyon dereceye ulaşıyor. Bu, protonların karşılıklı itici etkisiyle başa çıkmak için yeterlidir. Birimlerin çarpışması helyum çekirdeklerinin oluşumuna yol açar.

Yeni bilgiler, A. Einstein da dahil olmak üzere birçok önde gelen bilim adamının dikkatini çekti. Bilim adamları, güneş radyasyonu miktarını tahmin etme girişiminde, helyum çekirdeklerinin kütle olarak, yeni bir yapı oluşturmak için gereken toplam 4 proton değerinden daha düşük olduğunu buldular. Böylece reaksiyonların "kütle kusuru" adı verilen bir özelliği ortaya çıkmış oldu. Ancak doğada hiçbir şey iz bırakmadan yok olamaz! Bilim adamları, "kaçan" miktarları bulma girişiminde, enerji geri kazanımını ve kütledeki değişimin özelliklerini karşılaştırdı. O zaman farkın gama kuantumu tarafından yayıldığını ortaya çıkarmak mümkün oldu.

Yayılan nesneler, yıldızımızın çekirdeğinden yüzeyine, elementlerin parçalanmasına ve temellerinin oluşumuna yol açan çok sayıda gazlı atmosferik katmandan geçer. Elektromanyetik radyasyon. Diğer güneş radyasyonu türleri arasında insan gözü tarafından algılanan ışık vardır. Yaklaşık tahminler, gama ışınlarının geçiş sürecinin yaklaşık 10 milyon yıl sürdüğünü öne sürdü. Sekiz dakika daha - ve yayılan enerji gezegenimizin yüzeyine ulaşır.

Nasıl ve ne?

Güneş radyasyonu, oldukça geniş bir aralık ile karakterize edilen toplam elektromanyetik radyasyon kompleksi olarak adlandırılır. Bu, sözde güneş rüzgarını, yani elektronlar, hafif parçacıklar tarafından oluşturulan enerji akışını içerir. Gezegenimizin atmosferinin sınır tabakasında, sürekli olarak aynı yoğunlukta güneş radyasyonu gözlemlenir. Bir yıldızın enerjisi ayrıktır, aktarımı kuanta yoluyla gerçekleştirilir, oysa cisimcik nüansı o kadar önemsizdir ki, ışınlar elektromanyetik dalgalar olarak düşünülebilir. Ve fizikçilerin keşfettiği gibi dağılımları eşit ve düz bir çizgide gerçekleşir. Bu nedenle, güneş radyasyonunu tanımlamak için karakteristik dalga boyunu belirlemek gerekir. Bu parametreye dayanarak, birkaç radyasyon türünü ayırt etmek gelenekseldir:

ılık;
Radyo dalgası;
Beyaz ışık;
ultraviyole;
gama;
röntgen.

Kızılötesi, görünür, ultraviyole oranı en iyi şu şekilde tahmin edilmektedir: %52, %43, %5.

Kantitatif bir radyasyon değerlendirmesi için, enerji akısı yoğunluğunun, yani belirli bir zaman diliminde yüzeyin sınırlı bir alanına ulaşan enerji miktarının hesaplanması gerekir.

Çalışmalar, güneş radyasyonunun esas olarak gezegen atmosferi tarafından emildiğini göstermiştir. Bu nedenle, ısıtma, Dünya'nın özelliği olan organik yaşam için rahat bir sıcaklıkta gerçekleşir. Mevcut ozon kabuğu, ultraviyole radyasyonun yalnızca yüzde birinin geçmesine izin verir. Aynı zamanda canlılar için tehlikeli olan kısa dalga boyları tamamen bloke edilir. Atmosferik katmanlar güneş ışınlarının neredeyse üçte birini dağıtabilir, diğer% 20'si emilir. Sonuç olarak, tüm enerjinin yarısından fazlası gezegenin yüzeyine ulaşmaz. Bilimde doğrudan güneş radyasyonu olarak adlandırılan bu "kalıntı" dır.

Daha ayrıntılı olarak nasıl?

Doğrudan radyasyonun ne kadar yoğun olacağını belirleyen çeşitli yönler bilinmektedir. En önemlisi, radyasyon kaynağından belirli bir noktaya olan mesafenin ne kadar uzak olduğunu belirleyen enleme (dünyadaki arazinin coğrafi özellikleri) ve yılın zamanına bağlı olan geliş açısıdır. Çoğu şey atmosferin özelliklerine bağlıdır - ne kadar kirli olduğu, belirli bir anda kaç bulut olduğu. Son olarak, ışının düştüğü yüzeyin doğası, yani gelen dalgaları yansıtma yeteneği de rol oynar.

Toplam güneş radyasyonu, saçılan hacimleri ve doğrudan radyasyonu birleştiren bir değerdir. Yoğunluğu tahmin etmek için kullanılan parametre, birim alan başına kalori cinsinden tahmin edilir. Aynı zamanda, şunu unutmayın ki farklı zaman günler, radyasyonun doğasında bulunan değerler farklıdır. Ayrıca, enerji gezegenin yüzeyine eşit olarak dağılamaz. Direğe yaklaştıkça yoğunluk artarken, kar örtüleri oldukça yansıtıcıdır, bu da havanın ısınmaya fırsat bulamamasına neden olur. Bu nedenle, ekvatordan ne kadar uzaksa, güneş dalgası radyasyonunun toplam göstergeleri o kadar düşük olacaktır.

Bilim adamlarının ortaya çıkarmayı başardıkları gibi, güneş radyasyonunun enerjisi gezegen iklimi üzerinde ciddi bir etkiye sahiptir ve Dünya'da var olan çeşitli organizmaların yaşamsal faaliyetlerini boyun eğdirmektedir. Ülkemizde ve en yakın komşularının topraklarında, kuzey yarımkürede yer alan diğer ülkelerde olduğu gibi, kışın baskın pay dağınık radyasyona aitken, yaz aylarında doğrudan radyasyon hakimdir.

kızılötesi dalgalar

Toplam toplam güneş radyasyonu miktarının etkileyici bir yüzdesi, insan gözü tarafından algılanmayan kızılötesi spektruma aittir. Bu tür dalgalar nedeniyle, gezegenin yüzeyi ısınır ve termal enerjiyi yavaş yavaş hava kütlelerine aktarır. Bu, rahat bir iklimin korunmasına, organik yaşamın varlığı için koşulların korunmasına yardımcı olur. Ciddi arızalar yoksa, iklim koşullu olarak değişmeden kalır, bu da tüm canlıların normal koşullarında yaşayabileceği anlamına gelir.

Armatürümüz, kızılötesi spektrum dalgalarının tek kaynağı değildir. Benzer radyasyon, bir insan evindeki sıradan bir pil de dahil olmak üzere ısıtılmış herhangi bir nesnenin karakteristiğidir. Kızılötesi radyasyon algılama prensibine dayalı olarak çalışan çok sayıda cihaz, karanlıkta ısıtılmış cisimleri görmeyi mümkün kılar, aksi halde gözler için rahatsız edici koşullar oluşur. Bu arada, son zamanlarda çok popüler hale gelen kompakt cihazlar, binanın hangi bölümlerinde en fazla ısı kaybının meydana geldiğini değerlendirmek için benzer bir prensip üzerinde çalışıyor. Bu mekanizmalar, ısının hangi alanlardan kaybolduğunu belirlemeye, korumalarını düzenlemeye ve gereksiz enerji tüketimini önlemeye yardımcı olduklarından, özellikle inşaatçılar ve özel ev sahipleri arasında yaygındır.

Gözlerimiz bu tür dalgaları algılayamıyor diye kızılötesi güneş radyasyonunun insan vücudu üzerindeki etkisini hafife almayın. Özellikle radyasyon, dolaşım sistemindeki lökosit konsantrasyonunu artırmaya ve ayrıca kan damarlarının lümenini artırarak kan akışını normalleştirmeye izin verdiği için tıpta aktif olarak kullanılmaktadır. IR spektrumuna dayalı cihazlar, cilt patolojilerine karşı profilaktik, akut ve kronik formdaki enflamatuar süreçlerde terapötik olarak kullanılır. En modern ilaçlar, koloidal yara izleri ve trofik yaralarla baş etmeye yardımcı olur.

Bu meraklı

Güneş radyasyonu faktörlerinin incelenmesine dayanarak, termograf adı verilen gerçekten benzersiz cihazlar yaratmak mümkün oldu. Başka yollarla tespit edilemeyen çeşitli hastalıkların zamanında tespit edilmesini mümkün kılarlar. Kanseri veya kan pıhtısını bu şekilde bulabilirsiniz. IR, organik yaşam için tehlikeli olan ultraviyole radyasyona karşı bir dereceye kadar koruma sağlar ve bu, uzun süredir uzayda bulunan astronotların sağlığını iyileştirmek için bu spektrumdaki dalgaların kullanılmasını mümkün kılar.

Çevremizdeki doğa bugüne kadar hala gizemlidir, bu aynı zamanda çeşitli dalga boylarındaki radyasyon için de geçerlidir. Özellikle, kızılötesi ışık hala tam olarak keşfedilmemiştir. Bilim adamları, yanlış kullanımının sağlığa zarar verebileceğini biliyorlar. Bu nedenle, cerahatli iltihaplı bölgelerin, kanamalı ve habis neoplazmaların tedavisi için bu tür ışık üreten ekipmanın kullanılması kabul edilemez. Kızılötesi spektrum, beyinde bulunanlar da dahil olmak üzere kalbin, kan damarlarının işlev bozukluğundan muzdarip kişiler için kontrendikedir.

görülebilir ışık

Toplam güneş radyasyonunun unsurlarından biri görünür insan gözüışık. Dalga demetleri düz çizgiler halinde yayılır, bu nedenle üst üste binme olmaz. Bir zamanlar bu, hatırı sayılır sayıda kişinin konusu oldu. bilimsel çalışmalar: bilim adamları çevremizde neden bu kadar çok gölge olduğunu anlamak için yola çıktılar. Işığın temel parametrelerinin bir rol oynadığı ortaya çıktı:

refraksiyon;
refleks;
emilim.

Bilim adamlarının keşfettiği gibi, nesneler kendi başlarına görünür ışık kaynağı olamazlar, ancak radyasyonu emebilir ve yansıtabilirler. Yansıma açıları, dalga frekansı değişir. Yüzyıllar boyunca, insanın görme yeteneği kademeli olarak geliştirildi, ancak bazı sınırlamalar biyolojik yapı gözler: retina, yansıyan ışık dalgalarının yalnızca belirli ışınlarını algılayabilecek şekildedir. Bu radyasyon, ultraviyole ve kızılötesi dalgalar arasındaki küçük bir boşluktur.

Çok sayıda meraklı ve gizemli ışık özelliği, yalnızca birçok çalışmaya konu olmakla kalmadı, aynı zamanda yeni bir fiziksel disiplinin doğuşunun temelini oluşturdu. Aynı zamanda, taraftarları rengin etkileyebileceğine inanan bilimsel olmayan uygulamalar, teoriler ortaya çıktı. fiziksel durum insan, ruh. Bu tür varsayımlara dayanarak, insanlar kendilerini gözlerine en hoş gelen nesnelerle çevreleyerek günlük yaşamlarını daha rahat hale getirirler.

ultraviyole

Toplam güneş radyasyonunun eşit derecede önemli bir yönü, büyük, orta ve küçük uzunluklardaki dalgalardan oluşan ultraviyole çalışmasıdır. Hem fiziksel parametrelerde hem de organik yaşam biçimleri üzerindeki etkilerinin özelliklerinde birbirlerinden farklıdırlar. Örneğin, uzun ultraviyole dalgalar, esas olarak atmosferik katmanlarda dağılır ve yalnızca küçük bir yüzdesi dünya yüzeyine ulaşır. Dalga boyu ne kadar kısa olursa, bu tür radyasyon insan (sadece değil) derisine o kadar derin nüfuz edebilir.

Bir yandan ultraviyole radyasyon tehlikelidir, ancak onsuz çeşitli organik yaşamın varlığı imkansızdır. Bu tür radyasyon vücutta kalsiferol oluşumundan sorumludur ve bu element yapı için gereklidir. kemik dokusu. UV spektrumu, özellikle çocuklukta önemli olan raşitizm, osteokondrozun güçlü bir şekilde önlenmesidir. Ek olarak, bu tür radyasyon:

metabolizmayı normalleştirir;
temel enzimlerin üretimini aktive eder;
rejeneratif süreçleri geliştirir;
kan akışını uyarır;
kan damarlarını genişletir;
bağışıklık sistemini uyarır;
endorfin oluşumuna yol açar, bu da sinir aşırı uyarılmasının azaldığı anlamına gelir.

ama diğer yandan

Yukarıda toplam güneş ışınımının, gezegenin yüzeyine ulaşan ve atmosfere saçılan ışınım miktarı olduğu belirtilmişti. Buna göre, bu hacmin elemanı tüm uzunlukların ultraviyolesidir. Unutulmamalıdır ki, bu faktörün organik yaşam üzerinde hem olumlu hem de olumsuz etkileri vardır. Güneşlenmek çoğu zaman yararlı olsa da sağlık açısından tehlikeli olabilir. Doğrudan güneş ışığına çok uzun süre maruz kalmak, özellikle armatürün artan aktivite koşullarında zararlı ve tehlikelidir. Vücut üzerindeki uzun vadeli etkilerin yanı sıra çok yüksek radyasyon aktivitesi şunlara neden olur:

yanıklar, kızarıklık;
ödem;
hiperemi;
sıcaklık;
mide bulantısı;
kusma.

Uzun süreli ultraviyole ışınlama, iştahın ihlaline, merkezi sinir sisteminin işleyişine ve bağışıklık sistemine neden olur. Ayrıca başım ağrımaya başlıyor. Açıklanan semptomlar, güneş çarpmasının klasik belirtileridir. Kişinin kendisi ne olduğunu her zaman anlayamaz - durum giderek kötüleşir. Yakınlarda birinin hastalandığı fark edilirse ilk yardım sağlanmalıdır. Şema aşağıdaki gibidir:

doğrudan ışık altından serin ve gölgeli bir yere geçmeye yardımcı olun;
hastayı bacakları başından daha yüksek olacak şekilde sırtına koyun (bu, kan akışını normalleştirmeye yardımcı olacaktır);
boynu ve yüzü suyla soğutun ve alnına soğuk kompres uygulayın;
kravat, kemer düğmelerini açın, dar kıyafetleri çıkarın;
saldırıdan yarım saat sonra, bir bardak soğuk su verin (az miktarda).

Kurban bilincini kaybetmişse, hemen bir doktordan yardım istemek önemlidir. Ambulans ekibi kişiyi güvenli bir yere taşıyacak ve glikoz veya C vitamini enjeksiyonu yapacaktır. İlaç damar içine enjekte edilir.

Doğru güneşlenme nasıl yapılır?

Bronzlaşma sırasında alınan aşırı güneş radyasyonunun ne kadar rahatsız edici olabileceğini deneyimlerden öğrenmemek için güneşte güvenli zaman geçirme kurallarına uymak önemlidir. Ultraviyole, cildin kendisini dalgaların olumsuz etkilerinden korumasına yardımcı olan bir hormon olan melanin üretimini başlatır. Bu maddenin etkisi altında cilt koyulaşır ve gölge bronzlaşır. Bir kişi için ne kadar yararlı ve zararlı olduğuna dair tartışmalar bugüne kadar azalmadı.

Bir yandan güneş yanığı, vücudun kendini aşırı radyasyona maruz kalmaktan koruma girişimidir. Bu, malign neoplazmların oluşma olasılığını artırır. Öte yandan bronzluk modaya uygun ve güzel kabul edilir. Kendiniz için riskleri en aza indirmek için, plaj prosedürlerine başlamadan önce güneşlenme sırasında alınan güneş radyasyonu miktarının ne kadar tehlikeli olduğunu, kendiniz için riskleri nasıl en aza indireceğinizi analiz etmeniz mantıklıdır. Deneyimi olabildiğince keyifli hale getirmek için güneşlenenler şunları yapmalıdır:

çok su içmek;
cilt koruma ürünleri kullanın;
akşamları veya sabahları güneşlenin;
doğrudan güneş ışınlarının altında bir saatten fazla zaman geçirmeyin;
alkol içme;
menüde selenyum, tokoferol, tirozin yönünden zengin besinlere yer verin. Beta-karoten hakkında unutma.

İnsan vücudu için güneş radyasyonunun değeri son derece yüksektir, hem olumlu hem de olumsuz yönleri göz ardı edilmemelidir. Farklı insanlarda biyokimyasal reaksiyonların meydana geldiği kabul edilmelidir. bireysel özellikler, yani birisi için yarım saat güneşlenmek tehlikeli olabilir. Plaj mevsiminden önce bir doktora danışmak, cildin tipini ve durumunu değerlendirmek mantıklıdır. Bu, sağlığa zarar gelmesini önlemeye yardımcı olacaktır.

Mümkünse yaşlılıkta, bebek doğurma döneminde güneş yanığından kaçınılmalıdır. Kanser hastalıkları, ruhsal bozukluklar, cilt patolojileri ve kalp yetmezliği güneşlenme ile birleştirilmez.

Toplam radyasyon: eksiklik nerede?

Dikkate alınması oldukça ilginç olan, güneş radyasyonunun dağılım sürecidir. Yukarıda belirtildiği gibi, tüm dalgaların sadece yaklaşık yarısı gezegenin yüzeyine ulaşabilir. Gerisi nereye kayboluyor? Atmosferin farklı katmanları ve bunların oluşturulduğu mikroskobik parçacıklar rol oynar. Belirtildiği gibi etkileyici bir kısım emilir ozon tabakası- bunların tümü, uzunluğu 0,36 mikrondan az olan dalgalardır. Ek olarak, ozon insan gözünün görebildiği spektrumdan, yani 0,44-1,18 mikron aralığındaki bazı dalga türlerini emebilir.

Ultraviyole bir dereceye kadar oksijen tabakası tarafından emilir. Bu, 0.13-0.24 mikron dalga boyuna sahip radyasyonun karakteristiğidir. Karbon dioksit, su buharı kızılötesi spektrumun küçük bir yüzdesini emebilir. Atmosferik aerosol, toplam güneş radyasyonu miktarının bir kısmını (IR spektrumu) emer.

Kısa kategorideki dalgalar, burada mikroskobik homojen olmayan parçacıklar, aerosol ve bulutların varlığı nedeniyle atmosferde dağılır. Homojen olmayan elementler, boyutları dalga boyundan daha düşük olan parçacıklar, moleküler saçılmaya neden olur ve daha büyük olanlar için, gösterge tarafından açıklanan fenomen, yani aerosol karakteristiktir.

Güneş radyasyonunun geri kalanı dünyanın yüzeyine ulaşır. Direkt radyasyonu dağınık olarak birleştirir.

Toplam radyasyon: önemli hususlar

Toplam değer, bölge tarafından alınan ve atmosferde emilen güneş radyasyonu miktarıdır. Gökyüzünde hiç bulut yoksa, toplam radyasyon miktarı, bölgenin enlemine, gök cisminin yüksekliğine, bu bölgedeki dünya yüzeyinin tipine ve havanın şeffaflık seviyesine bağlıdır. Atmosferde ne kadar çok aerosol partikülü dağılırsa, doğrudan radyasyon o kadar düşük olur, ancak saçılan radyasyonun oranı artar. Normalde, toplam radyasyonda bulutluluk olmadığında, diffüz dörtte birdir.

Ülkemiz kuzey bölgelerine aittir, bu nedenle yılın çoğu için güney bölgelerinde radyasyon kuzey bölgelerine göre önemli ölçüde daha yüksektir. Bu, yıldızın gökyüzündeki konumundan kaynaklanmaktadır. Ancak kısa Mayıs-Temmuz dönemi, güneş gökyüzünde yüksekte olduğu ve gündüz saatleri yılın diğer aylarından daha uzun olduğu için kuzeyde bile toplam radyasyonun oldukça etkileyici olduğu benzersiz bir dönemdir. Aynı zamanda, ortalama olarak, bulutların olmadığı ülkenin Asya yarısında, toplam radyasyon batıdakinden daha önemlidir. Dalga radyasyonunun maksimum gücü öğle saatlerinde gözlenir ve yıllık maksimum, güneşin gökyüzünde en yüksek olduğu Haziran ayında gerçekleşir.

Toplam güneş radyasyonu, gezegenimize ulaşan güneş enerjisi miktarıdır. Aynı zamanda, çeşitli atmosferik faktörlerin, toplam radyasyonun yıllık gelişinin olabileceğinden daha az olmasına yol açtığı unutulmamalıdır. Gerçekte gözlemlenen ile mümkün olan maksimum arasındaki en büyük fark, yaz aylarında Uzak Doğu bölgelerine özgüdür. Musonlar son derece yoğun bulutlara neden olur, bu nedenle toplam radyasyon yaklaşık yarı yarıya azalır.

bilmek meraklı

Güneş enerjisine mümkün olan maksimum maruz kalmanın en büyük yüzdesi, aslında ülkenin güneyinde gözlenmektedir (12 ay için hesaplanmıştır). Gösterge% 80'e ulaşır.

Bulutluluk her zaman aynı miktarda güneş saçılımına neden olmaz. Bulutların şekli, belirli bir zamanda güneş diskinin özellikleri bir rol oynar. Açıksa, bulutluluk doğrudan radyasyonda bir azalmaya neden olurken, dağınık radyasyon keskin bir şekilde artar.

Doğrudan radyasyonun saçılan radyasyonla yaklaşık olarak aynı güce sahip olduğu günler de vardır. Günlük toplam değer, tamamen bulutsuz bir günün radyasyon özelliğinden bile daha büyük olabilir.

12 aya göre, genel sayısal göstergeler belirlenirken astronomik olaylara özel dikkat gösterilmelidir. Aynı zamanda, bulutluluk, gerçek radyasyon maksimumunun Haziran ayında değil, bir ay önce veya sonra gözlemlenebileceği gerçeğine yol açar.

uzayda radyasyon

Gezegenimizin manyetosferinin sınırından ve daha da uzaya, güneş radyasyonu insanlar için ölümcül bir tehlike ile ilişkili bir faktör haline gelir. 1964 gibi erken bir tarihte, savunma yöntemleri üzerine önemli bir popüler bilim çalışması yayınlandı. Yazarları Sovyet bilim adamları Kamanin, Bubnov'du. Bir kişi için haftalık radyasyon dozunun 0,3 röntgenden fazla olmaması gerektiği, bir yıl boyunca ise 15 R içinde olması gerektiği bilinmektedir. Kısa süreli maruz kalma için bir kişi için sınır 600 R'dir. Uzaya uçuşlar , özellikle öngörülemeyen güneş aktivitesi koşullarında , astronotların önemli ölçüde maruz kalması eşlik edebilir, bu da farklı uzunluklardaki dalgalara karşı korunmak için ek önlemler almayı zorunlu kılar.

Koruma yöntemlerinin test edildiği Apollo misyonlarından sonra, insan sağlığını etkileyen faktörler incelendi, on yıldan fazla bir süre geçti, ancak bilim adamları bugüne kadar jeomanyetik fırtınaları tahmin etmek için etkili, güvenilir yöntemler bulamıyor. Saatlerce, bazen birkaç gün için bir tahmin yapabilirsiniz, ancak haftalık bir tahmin için bile gerçekleşme şansı% 5'ten fazla değildir. Güneş rüzgarı daha da öngörülemeyen bir olgudur. Üçte bir olasılıkla, yeni bir göreve başlayan astronotlar, güçlü radyasyon akışlarına düşebilirler. Bu onu daha da fazla yapar önemli soru hem radyasyon özelliklerinin araştırılması ve tahmin edilmesi hem de buna karşı korunma yöntemlerinin geliştirilmesi.

Güneş radyasyonu güneşten dünyanın yüzeyine giden ışıma enerjisinin akışı denir. Güneşin ışıma enerjisi, diğer enerji türlerinin birincil kaynağıdır. Dünyanın yüzeyi ve su tarafından emilir, termal enerjiye ve yeşil bitkilerde - kimyasal enerjiye dönüşür. organik bileşikler. Güneş radyasyonu, en önemli iklim faktörü ve hava değişimlerinin ana nedenidir, çünkü çeşitli fenomenler atmosferde meydana gelen olaylar, güneşten alınan termal enerji ile ilişkilidir.

Güneş radyasyonu veya radyan enerji, doğası gereği, dalga boyu 280 nm ila 30.000 nm arasında olan ve 300.000 km / s hızında düz bir çizgide yayılan bir elektromanyetik salınım akışıdır. Radyant enerji, kuantum veya foton adı verilen bireysel parçacıklar şeklinde yayılır. Işık dalgalarının uzunluğunu ölçmek için nanometre (nm) veya mikron, milimikron (0,001 mikron) ve anstrom (0,1 milimikron) kullanılır. 760 ila 2300 nm dalga boyuna sahip kızılötesi görünmez termal ışınları ayırt edin; dalga boyu 400 (mor) ila 759 nm (kırmızı) olan görünür ışık ışınları (kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, mavi ve mor); 280 ila 390 nm dalga boyuna sahip ultraviyole veya kimyasal olarak görünmez ışınlar. Dalga boyu 280 milimikrondan az olan ışınlar, atmosferin yüksek katmanlarında ozon tarafından soğuruldukları için yeryüzüne ulaşamazlar.

Atmosferin kenarında, güneş ışınlarının spektral bileşimi yüzde olarak şu şekildedir: kızılötesi ışınlar %43, ışık %52 ve ultraviyole %5. Dünyanın yüzeyinde, 40 ° güneş yüksekliğinde, güneş radyasyonu (N. P. Kalitin'e göre) aşağıdaki bileşime sahiptir: tüm enerjinin% 59'u kızılötesi ışınlar,% 40'ı ışık ve% 1'i ultraviyole. Güneş radyasyonunun yoğunluğu, deniz seviyesinden yükseldikçe ve ayrıca güneş ışınları dikey olarak düştüğünde, ışınların atmosferin daha küçük bir kalınlığından geçmesi gerektiğinden artar. Diğer durumlarda yüzey daha az güneş ışığı alır, güneş ne kadar alçakta olursa veya ışınların geliş açısına bağlı olarak. Güneş radyasyonunun voltajı, bulutluluk, toz, duman vb. ile hava kirliliği nedeniyle azalır.

Ve her şeyden önce, kısa dalga ışınlarının ve ardından termal ve ışığın kaybı (emilimi) vardır. Güneşin ışıma enerjisi, dünyadaki bitki ve hayvan organizmalarının yaşam kaynağı ve çevredeki havadaki en önemli faktördür. Vücut üzerinde, optimal dozda çok olumlu olabilen ve aşırı dozda (aşırı doz) negatif olabilen çeşitli etkileri vardır. Tüm ışınların hem termal hem de kimyasal etkileri vardır. Ayrıca, dalga boyu büyük olan ışınlar için termal etki, daha kısa dalga boyu ile kimyasal etki ön plana çıkmaktadır.

Işınların hayvan organizması üzerindeki biyolojik etkisi, dalga boyuna ve genliklerine bağlıdır: dalgalar ne kadar kısa olursa, salınımları o kadar sık olur, kuantumun enerjisi o kadar büyük olur ve organizmanın bu tür bir ışınlamaya tepkisi o kadar güçlü olur. Kısa dalga, ultraviyole ışınları, dokulara maruz kaldığında, atomlarda bölünmüş elektronların ve pozitif iyonların ortaya çıkmasıyla içlerinde fotoelektrik etki fenomenine neden olur. Farklı ışınların vücuda nüfuz etme derinliği aynı değildir: kızılötesi ve kırmızı ışınlar birkaç santimetreye nüfuz eder, görünür (ışık) - birkaç milimetre ve ultraviyole - yalnızca 0,7-0,9 mm; 300 milimikrondan daha kısa ışınlar, hayvan dokularına 2 milimikron derinliğe kadar nüfuz eder. Işınların bu kadar önemsiz bir penetrasyon derinliği ile, ikincisi tüm organizma üzerinde çeşitli ve önemli bir etkiye sahiptir.

Güneş radyasyonu- bir dizi vücut fonksiyonunun oluşumunda büyük önem taşıyan, biyolojik olarak aktif ve sürekli hareket eden bir faktör. Böylece, örneğin göz aracılığıyla, görünür ışık ışınları hayvanların tüm organizmasını etkileyerek koşulsuz ve koşullu refleks reaksiyonlarına neden olur. Kızılötesi ısı ışınları vücut üzerindeki etkilerini hem doğrudan hem de hayvanları çevreleyen nesneler aracılığıyla gösterir. Hayvanların vücudu sürekli olarak kızılötesi ışınları emer ve kendisi yayar (radyasyon değişimi) ve bu süreç, hayvanların ve çevredeki nesnelerin derisinin sıcaklığına bağlı olarak önemli ölçüde değişebilir. Kuantası görünür ve kızılötesi ışınların miktarından çok daha yüksek bir enerjiye sahip olan ultraviyole kimyasal ışınlar, en büyük biyolojik aktivite ile ayırt edilir, hümoral ve nörorefleks yollarla hayvanların vücuduna etki eder. UV ışınları öncelikle derinin dış reseptörlerine etki eder ve daha sonra refleks olarak iç organları, özellikle endokrin bezleri etkiler.

Radyant enerjinin optimum dozlarına uzun süre maruz kalmak cildin adaptasyonuna, daha az reaktivitesine yol açar. Güneş ışığının etkisi altında, saç büyümesi, ter işlevi ve yağ bezleri, stratum korneum kalınlaşır ve epidermis kalınlaşır, bu da vücudun cilt direncinin artmasına neden olur. Deride biyolojik olarak oluşur aktif maddeler(histamin ve histamin benzeri maddeler) kana karışır. Aynı ışınlar ciltteki yara ve ülserlerin iyileşmesi sırasında da hücre yenilenmesini hızlandırır. Radyant enerjinin, özellikle ultraviyole ışınlarının etkisi altında, cildin ultraviyole ışınlarına duyarlılığını azaltan cildin bazal tabakasında pigment melanin oluşur. Pigment (tan), ışınların yansımasına ve saçılmasına katkıda bulunan biyolojik bir ekran gibidir.

Güneş ışınlarının olumlu etkisi kanı etkiler. Sistematik ılımlı etkileri, periferik kandaki eritrosit sayısında ve hemoglobin içeriğinde eşzamanlı bir artışla hematopoezi önemli ölçüde artırır. Kan kaybından sonra veya ciddi hastalıklardan, özellikle bulaşıcı olanlardan kurtulduktan sonra hayvanlarda, orta derecede güneş ışığına maruz kalma kanın yenilenmesini uyarır ve pıhtılaşabilirliğini artırır. Hayvanlarda orta derecede güneş ışığına maruz kalmaktan gaz değişimi artar. Derinlik artar ve solunum sıklığı azalır, verilen oksijen miktarı artar, daha fazla karbondioksit ve su buharı salınır, bununla bağlantılı olarak dokuların oksijen arzı iyileşir ve oksidatif süreçler artar.

Protein metabolizmasındaki bir artış, dokularda nitrojen birikiminin artmasıyla ifade edilir, bunun sonucunda genç hayvanlarda büyüme daha hızlı olur. Aşırı güneş ışığına maruz kalma, özellikle akut bulaşıcı hastalıklardan muzdarip hayvanlarda ve ayrıca aşağıdaki hastalıkların eşlik ettiği diğer hastalıklarda negatif bir protein dengesine neden olabilir: yükselmiş sıcaklık vücut. Işınlama, karaciğerde ve kaslarda glikojen formunda şeker birikiminin artmasına neden olur. Kanda, az oksitlenmiş ürünlerin (aseton cisimcikleri, laktik asit vb.) Miktarı keskin bir şekilde azalır, asetilkolin oluşumu artar ve metabolizma normalleşir ki bu, yüksek verimli hayvanlar için özellikle önemlidir.

Yetersiz beslenen hayvanlarda yoğunluk yavaşlar Yağ metabolizması ve artan yağ depolama. Obez hayvanlarda yoğun aydınlatma ise aksine yağ metabolizmasını hızlandırır ve yağ yakımının artmasına neden olur. Bu nedenle hayvanların yarı yağlı ve yağlı besileri daha az güneş ışınımının olduğu koşullarda yapılmalıdır.

Güneş radyasyonunun ultraviyole ışınlarının etkisi altında, yem bitkilerinde ve hayvanların derisinde bulunan ergosterol, dehidrokolesterol, fosfor-kalsiyum metabolizmasını artıran aktif D2 ve D3 vitaminlerine dönüştürülür; kalsiyum ve fosforun negatif dengesi pozitife dönüşür ve bu tuzların kemiklerde birikmesine katkıda bulunur. Güneş ışığı ve ultraviyole ışınlarına yapay olarak maruz kalma, raşitizm ve kalsiyum ve fosfor metabolizması bozuklukları ile ilişkili diğer hayvan hastalıklarının önlenmesi ve tedavisi için etkili modern yöntemlerden biridir.

Güneş radyasyonu, özellikle ışık ve ultraviyole ışınları, ışık hipofiz bezinin ve diğer organların gonadotropik fonksiyonunu uyardığından, hayvanlarda mevsimsel cinsel periyodisiteye neden olan ana faktördür. İlkbaharda, güneş radyasyonu ve ışığa maruz kalma yoğunluğunun arttığı dönemde, gonadların salgılanması, kural olarak, çoğu hayvan türünde yoğunlaşır. Gündüz saatlerinin kısalması ile deve, koyun ve keçilerde cinsel aktivitede artış gözlenir. Koyunlar Nisan-Haziran aylarında karanlık odalarda tutulursa, kızgınlıkları sonbaharda (her zamanki gibi) değil, Mayıs'ta gelir. K.V. Svechin'e göre büyüyen hayvanlarda (büyüme ve ergenlik döneminde) ışık eksikliği, cinsiyet bezlerinde derin, genellikle geri dönüşü olmayan niteliksel değişikliklere yol açar ve yetişkin hayvanlarda cinsel aktiviteyi ve doğurganlığı azaltır veya geçici kısırlığa neden olur.

Görünür ışık veya aydınlatma derecesi yumurta gelişimi, östrus, üreme mevsimi ve hamilelik üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Kuzey yarımkürede üreme mevsimi genellikle kısadır ve güney yarımkürede en uzundur. Hayvanların yapay aydınlatmasının etkisi altında, hamilelik süreleri birkaç günden iki haftaya düşer. Görünür ışık ışınlarının gonadlar üzerindeki etkisi pratikte yaygın olarak kullanılabilir. Zoohygiene VIEV laboratuvarında yapılan deneyler, tesislerin 1: 15-1: 20 ve daha düşük aydınlatmaya kıyasla 1: 10 (KEO'ya göre,% 1.2-2) geometrik katsayısı ile aydınlatıldığını kanıtladı (göre KEO, %0.2 -0.5, gebe dişi domuzların ve 4 aya kadar olan domuz yavrularının klinik ve fizyolojik durumunu olumlu etkiler, güçlü ve canlı yavrular sağlar. Domuz yavrularının kilo alımı %6 ve güvenlikleri %10-23,9 oranında artar.

Güneş ışınları, özellikle ultraviyole, menekşe ve mavi, birçok kişinin canlılığını öldürür veya zayıflatır. patojenik mikroorganizmalar, üremelerini geciktirin. Bu nedenle, güneş radyasyonu dış ortamın güçlü bir doğal dezenfektanıdır. Güneş ışığının etkisi altında vücudun genel tonu ve bulaşıcı hastalıklara karşı direnci artar, ayrıca spesifik bağışıklık reaksiyonları artar (P. D. Komarov, A. P. Onegov, vb.). Aşılama sırasında hayvanların orta derecede ışınlanmasının, titrede ve diğer bağışıklık organlarında bir artışa, fagositik indekste bir artışa katkıda bulunduğu ve tersine yoğun ışınlamanın kanın bağışıklık özelliklerini azalttığı kanıtlanmıştır.

Bütün söylenenlerden, güneş radyasyonu eksikliğinin, fizyolojik süreçlerin en önemli aktivatöründen mahrum kaldıkları hayvanlar için çok elverişsiz bir dış koşul olarak görülmesi gerektiği sonucu çıkar. Bu nedenle hayvanlar oldukça aydınlık odalara yerleştirilmeli, düzenli olarak hareket ettirilmeli ve yaz aylarında meralarda tutulmalıdır.

Binalarda doğal aydınlatmanın oranı, geometrik veya aydınlatma yöntemlerine göre gerçekleştirilir. Hayvancılık ve kümes hayvanı binaları inşa etme pratiğinde, esas olarak, doğal aydınlatma normlarının pencerelerin (çerçevesiz cam) zemin alanına oranıyla belirlendiği geometrik yöntem kullanılır. Bununla birlikte, geometrik yöntemin basitliğine rağmen, aydınlatma normları, bu durumda farklı coğrafi bölgelerin ışık ve iklim özelliklerini dikkate almadıkları için, kullanılarak doğru bir şekilde belirlenmemiştir. Daha fazlası için tam tanım odalarda aydınlatma, aydınlatma yöntemini veya tanımını kullanır gün ışığı faktörü(KEÖ). Doğal aydınlatma katsayısı, odanın aydınlatmasının (ölçülen nokta) yatay düzlemdeki dış aydınlatmaya oranıdır. KEO, aşağıdaki formülden türetilir:

K = E:E n ⋅100%

K, doğal ışığın katsayısıdır; E - odadaki aydınlatma (lüks olarak); T n - dış mekan aydınlatması (lüks olarak).

Güneş ışınımının özellikle güneşlenmenin yüksek olduğu günlerde aşırı kullanılmasının hayvanlara ciddi zararlar verebileceği, özellikle yanıklara, göz hastalıklarına, güneş çarpması vb. Güneş ışığının etkilerine karşı hassasiyet, sözde hassaslaştırıcıların (hematoporfirin, safra pigmentleri, klorofil, eozin, metilen mavisi vb.) vücuda girmesiyle önemli ölçüde artar. Bu maddelerin kısa dalga ışınlarını biriktirip dokulardan salınan enerjinin bir kısmının emilmesiyle uzun dalga ışınlarına dönüştürdüğüne ve bunun sonucunda doku reaktivitesinin arttığına inanılmaktadır.

Hayvanlarda güneş yanığı, ısıya (güneş eritemi) ve ultraviyole ışınlarına (cildin fotokimyasal iltihabı) maruz kalma sonucu vücudun hassas, az tüylü, pigmentsiz deri bölgelerinde daha sık görülür. Atlarda, kafa derisi, dudaklar, burun delikleri, boyun, kasık ve uzuvların pigmentsiz bölgelerinde ve sığırlarda meme başlarının ve perine derisinin üzerinde güneş yanığı görülür. Güney bölgelerde beyaz renkli domuzlarda güneş yanığı mümkündür.

Güçlü güneş ışığı gözün retina, kornea ve damar zarlarında tahrişe ve merceğin hasar görmesine neden olabilir. Uzun süreli ve yoğun radyasyon ile keratit, merceğin bulanıklaşması ve görme uyum bozukluğu meydana gelir. Atların bağlı olduğu güneye bakan alçak pencereleri olan ahırlarda tutulursa, barınma bozukluğu daha sık görülür.

Güneş çarpması, beynin özellikle termal kızılötesi ışınlar tarafından güçlü ve uzun süreli aşırı ısınmasının bir sonucu olarak ortaya çıkar. İkincisi, kafa derisine ve kafatasına nüfuz eder, beyne ulaşır ve hiperemiye ve sıcaklığının artmasına neden olur. Sonuç olarak, hayvan önce baskı görür ve ardından uyarma, solunum ve vazomotor merkezleri rahatsız olur. Zayıflık, koordinasyonsuz hareketler, nefes darlığı, hızlı nabız, mukoza zarlarında hiperemi ve siyanoz, titreme ve kasılmalar not edilir. Hayvan ayakta durmaz, yere düşer; şiddetli vakalar genellikle kalp veya solunum merkezinin felç belirtileri ile hayvanın ölümüyle sonuçlanır. Güneş çarpması, sıcak çarpması ile birleştiğinde özellikle şiddetlidir.

Hayvanları direkt güneş ışığından korumak için günün en sıcak saatlerinde gölgede tutmak gerekir. Özellikle çalışan atlarda güneş çarpmasını önlemek için beyaz kanvas alın bantları takılır.

Paylaşmak: