A napsugárzás a bolygórendszerünk világítótestében rejlő sugárzás. A Nap a fő csillag, amely körül a Föld forog, valamint a szomszédos bolygók. Valójában ez egy hatalmas forró gázgömb, amely folyamatosan energiát bocsát ki a körülötte lévő térbe. Ezt hívják sugárzásnak. Halálos, ugyanakkor ez az energia az egyik fő tényező, amely lehetővé teszi az életet bolygónkon. Mint minden ezen a világon, a napsugárzásnak a szerves életre gyakorolt előnyei és ártalmai szorosan összefüggenek egymással.
Általános nézet
Ahhoz, hogy megértsük, mi a napsugárzás, először meg kell értenünk, mi a Nap. A fő hőforrás, amely a szerves lét feltételeit biztosítja bolygónkon, az univerzális terekben, csak egy kis csillag a Tejútrendszer galaktikus peremén. De a földiek számára a Nap egy mini-univerzum középpontja. Végül is bolygónk e körül a gázrög körül forog. A nap meleget és megvilágítást ad, azaz formákat adenergia, amely nélkül létezésünk lehetetlen lenne.
Az ókorban a napsugárzás forrása – a Nap – egy istenség volt, imádásra méltó tárgy. A nap pályája az égen Isten akaratának nyilvánvaló bizonyítékának tűnt az emberek számára. Régóta történtek kísérletek arra, hogy elmélyüljenek a jelenség lényegében, hogy megmagyarázzák, mi is ez a világítótest, és ezekhez Kopernikusz különösen jelentős mértékben hozzájárult, mivel megalkotta a heliocentrizmus gondolatát, amely feltűnően különbözött a világítótesttől. abban a korszakban általánosan elfogadott geocentrizmus. Az azonban bizonyosan ismert, hogy a tudósok már az ókorban is többször gondolkodtak azon, hogy mi is a Nap, miért olyan fontos bolygónkon az élet minden formája számára, miért pont ennek a világítótestnek a mozgása az, amit látunk. it.
A technológia fejlődése lehetővé tette, hogy jobban megértsük, mi a Nap, milyen folyamatok mennek végbe a csillag belsejében, felszínén. A tudósok megtanulták, mi a napsugárzás, hogyan hat egy gázobjektum a befolyási zónájában lévő bolygókra, különösen a föld klímájára. Mára az emberiség kellően nagy tudásbázissal rendelkezik ahhoz, hogy magabiztosan elmondhassa: sikerült megtudni, hogy mi a Nap által kibocsátott sugárzás, hogyan mérhető ez az energiaáramlás, és hogyan lehet megfogalmazni a szerves élet különböző formáira gyakorolt hatásának jellemzőit. Föld.
A feltételekről
A koncepció lényegének elsajátításában a legfontosabb lépést a múlt században tették meg. Ekkor fogalmazott meg a kiváló csillagász, A. Eddington egy feltételezést: a termonukleáris fúzió a napmélységben megy végbe, amihatalmas mennyiségű energia szabadulását teszi lehetővé a csillag körüli térbe. A napsugárzás mennyiségének becslésére törekedtek a csillagon lévő környezet tényleges paramétereinek meghatározására. Így a maghőmérséklet a tudósok szerint eléri a 15 millió fokot. Ez elegendő ahhoz, hogy megbirkózzon a protonok kölcsönös taszító hatásával. Az egységek ütközése héliummagok kialakulásához vezet.
Az új információk felkeltették számos prominens tudós, köztük A. Einstein figyelmét. A napsugárzás mennyiségének becslésére a tudósok azt találták, hogy a héliummagok tömege kisebb, mint az új szerkezet kialakításához szükséges 4 proton összértéke. Így kiderült a reakciók sajátossága, az úgynevezett "tömeghiba". De a természetben semmi sem tűnhet el nyomtalanul! Az "elszabadult" mennyiségek megtalálására tett kísérlet során a tudósok összehasonlították az energia-visszanyerést és a tömegváltozás sajátosságait. Ekkor derült ki, hogy a különbséget a gamma-kvantumok bocsátják ki.
A kibocsátott objektumok csillagunk magjából számos légköri gázrétegen át a felszínre törnek át, ami az elemek feldarabolásához és ezek alapján elektromágneses sugárzás kialakulásához vezet. A napsugárzás egyéb típusai közé tartozik az emberi szem által érzékelt fény. Hozzávetőleges becslések szerint a gamma-sugárzás áthaladása körülbelül 10 millió évig tart. Még nyolc perc – és a kisugárzott energia eléri bolygónk felszínét.
Mit?
A napsugárzást az elektromágneses sugárzás teljes komplexumának nevezik, amelyet meglehetősen széles tartomány jellemez. Ide tartozik az úgynevezett napszél, vagyis az elektronok, fényrészecskék által alkotott energiaáramlás. Bolygónk légkörének határrétegénél állandóan azonos intenzitású napsugárzás figyelhető meg. A csillagok energiája diszkrét, átvitele kvantumokon keresztül történik, míg a korpuszkuláris árnyalat olyan jelentéktelen, hogy a sugarakat elektromágneses hullámoknak tekinthetjük. Eloszlásuk pedig, amint azt a fizikusok megállapították, egyenletesen és egyenes vonalban történik. Így a napsugárzás leírásához meg kell határozni annak jellemző hullámhosszát. E paraméter alapján szokás többféle sugárzást megkülönböztetni:
- meleg;
- rádióhullám;
- fehér fény;
- ultraibolya;
- gamma;
- röntgen.
A legjobb infravörös, látható és ultraibolya sugárzás aránya a következőképpen becsülhető: 52%, 43%, 5%.
A kvantitatív sugárzásértékeléshez ki kell számítani az energiaáram sűrűségét, vagyis azt az energiamennyiséget, amely adott idő alatt a felület egy korlátozott területét eléri.
Amint azt a vizsgálatok kimutatták, a napsugárzást túlnyomórészt a bolygó légköre nyeli el. Emiatt a felfűtés a szerves életnek megfelelő, a Földre jellemző hőmérsékletre történik. A meglévő ózonhéj az ultraibolya sugárzásnak csak egy századát engedi át. A hullámok teljesen elzáródnak.rövid, veszélyes az élőlényekre. A légköri rétegek a napsugarak közel egyharmadát képesek kiszórni, további 20%-a elnyelődik. Következésképpen az összes energia legfeljebb fele éri el a bolygó felszínét. A tudományban ezt a „maradékot” nevezték közvetlen napsugárzásnak.
És ha részletesebben?
Több szempont határozza meg, hogy milyen erős lesz a közvetlen sugárzás. A legjelentősebb a beesési szög, amely a földrajzi szélességtől (a földgömbön a terep földrajzi jellemzője), az évszaktól függ, amely meghatározza, hogy egy adott pont milyen távolságra van a sugárforrástól. Sok függ a légkör jellemzőitől – mennyire szennyezett, hány felhő van egy adott pillanatban. Végül annak a felületnek a természete, amelyre a nyaláb esik, nevezetesen az a képessége, hogy visszaveri a bejövő hullámokat, szerepet játszik.
A teljes napsugárzás egy olyan érték, amely egyesíti a szórt térfogatokat és a közvetlen sugárzást. Az intenzitás becslésére használt paramétert területegységenkénti kalóriában becsülik. Ugyanakkor emlékezni kell arra, hogy a nap különböző szakaszaiban a sugárzásban rejlő értékek eltérőek. Ráadásul az energiát nem lehet egyenletesen elosztani a bolygó felszínén. Minél közelebb van a pólushoz, annál nagyobb az intenzitás, miközben a hótakarók erősen tükröződnek, ami azt jelenti, hogy a levegőnek nincs lehetősége felmelegedni. Ezért minél távolabb van az Egyenlítőtől, annál kisebb lesz a teljes naphullám-sugárzás.
Ahogy a tudósok azonosítani tudták, az energiaA napsugárzás komoly hatással van a bolygó klímára, alárendeli a Földön létező különféle organizmusok létfontosságú tevékenységét. Hazánkban és a legközelebbi szomszédok területén, akárcsak az északi féltekén elhelyezkedő országokban, télen a szórt sugárzásé, nyáron viszont a közvetlen sugárzásé.
Infravörös hullámok
A teljes napsugárzás teljes mennyiségének lenyűgöző százaléka tartozik az infravörös spektrumhoz, amelyet az emberi szem nem érzékel. Az ilyen hullámok miatt a bolygó felszíne felmelegszik, fokozatosan átadva a hőenergiát a légtömegeknek. Ez segít fenntartani a kellemes klímát, fenntartani a szerves élet feltételeit. Ha nincs komoly hiba, az éghajlat feltételesen változatlan marad, ami azt jelenti, hogy minden élőlény a megszokott körülmények között élhet.
A csillagunk nem az egyetlen infravörös hullámforrás. Hasonló sugárzás minden fűtött tárgyra jellemző, beleértve az emberi házban lévő közönséges akkumulátort is. Az infravörös sugárzás érzékelésének elve alapján számos olyan eszköz működik, amelyek lehetővé teszik a felforrósodott testek megtekintését a sötétben, egyébként a szem számára kellemetlen körülmények között. Egyébként az utóbbi időben oly népszerűvé vált kompakt készülékek is hasonló elven dolgoznak, hogy felmérjék, mely épületrészeken keresztül történik a legnagyobb hőveszteség. Ezek a mechanizmusok különösen elterjedtek az építők, valamint a magánházak tulajdonosai körében, mivel segít azonosítani, mely szakaszokon keresztülhőveszteség, megszervezni a védelmüket és megakadályozni a szükségtelen energiafogyasztást.
Ne becsülje alá a nap infravörös sugárzásának az emberi testre gyakorolt hatását, csak azért, mert szemünk nem érzékeli az ilyen hullámokat. Különösen a sugárzást aktívan használják az orvostudományban, mivel lehetővé teszi a leukociták koncentrációjának növelését a keringési rendszerben, valamint a véráramlás normalizálását az erek lumenének növelésével. Az IR-spektrumon alapuló eszközöket bőrpatológiák megelőzésére, akut és krónikus gyulladásos folyamatok kezelésére használják. A legmodernebb gyógyszerek segítenek megbirkózni a kolloid hegekkel és trofikus sebekkel.
Ez érdekes
A napsugárzási tényezők vizsgálata alapján sikerült igazán egyedi, termográfnak nevezett eszközöket létrehozni. Lehetővé teszik a különböző betegségek időben történő felismerését, amelyek más módon nem állnak rendelkezésre. Így találhat rákot vagy vérrögöt. Az IR bizonyos mértékig véd az ultraibolya sugárzástól, amely veszélyes a szerves életre, ami lehetővé tette az ilyen spektrumú hullámok felhasználását a hosszú ideig az űrben tartózkodó űrhajósok egészségének helyreállítására.
A minket körülvevő természet a mai napig titokzatos, ez vonatkozik a különböző hullámhosszú sugárzásokra is. Különösen az infravörös fényt még nem tárták fel teljesen. A tudósok tudják, hogy helytelen használata egészségkárosodást okozhat. Ezért elfogadhatatlan olyan berendezés használata, amely ilyen fényt generál a gennyes betegségek kezeléséregyulladt területek, vérzés és rosszindulatú daganatok. Az infravörös spektrum ellenjavallt a szív, az erek, köztük az agyban található erek károsodott működésében szenvedők számára.
Látható fény
A teljes napsugárzás egyik eleme az emberi szem által látható fény. A hullámsugarak egyenes vonalakban terjednek, így nincs egymásra szuperpozíció. Ez egy időben jelentős számú tudományos munka témája lett: a tudósok arra vállalkoztak, hogy megértsék, miért van körülöttünk annyi árnyalat. Kiderült, hogy a fény legfontosabb paraméterei szerepet játszanak:
- törés;
- reflexió;
- abszorpció.
Amint a tudósok rájöttek, a tárgyak önmagukban nem lehetnek látható fényforrások, de elnyelik és visszaverik a sugárzást. A visszaverődési szögek, a hullámfrekvencia változó. Az évszázadok során az ember látóképessége fokozatosan javult, de bizonyos korlátok a szem biológiai felépítéséből adódnak: a retina olyan, hogy csak bizonyos visszavert fényhullámokat képes érzékelni. Ez a sugárzás egy kis rés az ultraibolya és az infravörös hullámok között.
A fény számos furcsa és titokzatos vonása nemcsak sok mű témája lett, hanem egy új fizikai diszciplína megszületésének alapja is volt. Ugyanakkor megjelentek a nem tudományos gyakorlatok, elméletek, amelyek hívei úgy vélik, hogy a szín befolyásolhatja az ember fizikai állapotát, pszichéjét. Ilyenek alapjánfeltételezések szerint az emberek olyan tárgyakkal veszik körül magukat, amelyek a szemüknek a legkellemesebbek, kényelmesebbé téve a mindennapi életet.
Ultraibolya
A teljes napsugárzás ugyanilyen fontos aspektusa az ultraibolya vizsgálat, amelyet nagy, közepes és kis hosszúságú hullámok alkotnak. Mind fizikai paramétereikben, mind a szerves életformákra gyakorolt hatásuk sajátosságaiban különböznek egymástól. A hosszú ultraibolya hullámok például főként a légköri rétegekben szóródnak szét, és csak kis százalékuk éri el a földfelszínt. Minél rövidebb a hullámhossz, az ilyen sugárzás annál mélyebbre tud hatolni az emberi (és nem csak) bőrön.
Egyrészt az ultraibolya veszélyes, de nélküle lehetetlen változatos szerves élet létezése. Az ilyen sugárzás felelős a kalciferol képződéséért a szervezetben, és ez az elem szükséges a csontszövet felépítéséhez. Az UV-spektrum az angolkór, az osteochondrosis hatékony megelőzése, ami gyermekkorban különösen fontos. Ezenkívül az ilyen sugárzás:
- szabályozza az anyagcserét;
- aktiválja az alapvető enzimek termelését;
- elősegíti a regenerációs folyamatokat;
- serkenti a véráramlást;
- tágítja az ereket;
- stimulálja az immunrendszert;
- endorfin képződéshez vezet, ami azt jelenti, hogy csökken az ideges túlzott izgatottság.
Az érme hátoldala
Fentebb elhangzott, hogy a teljes napsugárzás a felszínt érő sugárzás mennyiségebolygókon és szétszórva a légkörben. Ennek megfelelően ennek a kötetnek az eleme minden hosszúságú ultraibolya. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy ennek a tényezőnek pozitív és negatív oldalai is befolyással vannak a szerves életre. A napozás, bár gyakran előnyös, egészségügyi kockázatot jelenthet. A túl hosszú közvetlen napfénynek való kitettség, különösen a lámpatest fokozott aktivitása esetén, káros és veszélyes. A test hosszan tartó expozíciója, valamint a túl magas sugárzási aktivitás a következőket okozza:
- égések, bőrpír;
- ödéma;
- hiperémia;
- hő;
- hányinger;
- hány.
A hosszan tartó ultraibolya besugárzás az étvágy, a központi idegrendszer és az immunrendszer működésének megsértését váltja ki. Ráadásul a fejem is elkezd fájni. A leírt tünetek a napszúrás klasszikus megnyilvánulásai. Maga az ember nem mindig tudja felfogni, hogy mi történik - az állapot fokozatosan romlik. Ha észrevehető, hogy valaki a közelben megbetegedett, elsősegélyt kell nyújtani. A séma a következő:
- segítsen áttérni a közvetlen fényről a hideg, árnyékos területre;
- fektesse a beteget a hátára úgy, hogy a lába magasabban legyen, mint a fej (ez segít normalizálni a véráramlást);
- hűtse le vízzel a nyakát, arcát, és tegyen hideg borogatást a homlokára;
- oldd ki a nyakkendőt, övet, vedd le a szűk ruhákat;
- fél órával a támadás után adj hideg vizet inni (kis mennyiségben).
Ha az áldozat elvesztette az eszméletét, fontos, hogy azonnal forduljon orvoshoz. A mentő biztonságos helyre szállítja a személyt, és glükózt vagy C-vitamint ad be. A gyógyszert vénába fecskendezik.
Hogyan kell helyesen napozni?
Ahhoz, hogy ne tapasztaljuk meg, milyen kellemetlen lehet a szoláriumozás során kapott túlzott mennyiségű napsugárzás, fontos betartani a biztonságos napozás szabályait. Az ultraibolya beindítja a melanin termelődését, egy olyan hormont, amely segít a bőrnek megvédeni magát a hullámok negatív hatásaitól. Ennek az anyagnak a hatására a bőr sötétebbé válik, és az árnyalat bronzossá válik. A mai napig nem csitulnak a viták arról, hogy ez mennyire hasznos és káros az ember számára.
Egyrészt a leégés a szervezet arra irányuló kísérlete, hogy megvédje magát a túlzott sugárzástól. Ez növeli a rosszindulatú daganatok kialakulásának valószínűségét. Másrészt a barnaságot divatosnak és szépnek tartják. A saját kockázatok minimalizálása érdekében célszerű a strandolási eljárások megkezdése előtt elemezni, hogy mennyire veszélyes a napozás során kapott napsugárzás, hogyan minimalizálhatja a kockázatokat saját maga számára. Annak érdekében, hogy az élmény a lehető legélvezetesebb legyen, a napozóknak:
- igyon sok vizet;
- használjon bőrvédő termékeket;
- napozzon este vagy reggel;
- töltsön egy óránál többet közvetlen napfényben;
- ne igyon alkoholt;
- tegye fel a menübe a szelénben, tokoferolban, tirozinban gazdag ételeket. Ne feledkezzen meg a béta-karotinról.
A napsugárzás értéke aaz emberi test rendkívül nagy, ne tévessze szem elől mind a pozitív, mind a negatív vonatkozásait. Tudni kell, hogy különböző embereknél a biokémiai reakciók egyéni sajátosságokkal lépnek fel, így valaki számára akár fél órás napozás is veszélyes lehet. A strandszezon előtt érdemes orvoshoz fordulni, felmérni a bőr típusát, állapotát. Ez segít megelőzni az egészségkárosodást.
Ha lehetséges, kerülje a napozást idős korban, a szülés ideje alatt. A daganatos betegségek, a mentális zavarok, a bőrpatológiák és a szívelégtelenség nem kombinálható a napozással.
Teljes sugárzás: hol a hiány?
Eléggé érdekes figyelembe venni a napsugárzás eloszlását. Mint fentebb említettük, az összes hullámnak csak körülbelül a fele érheti el a bolygó felszínét. Hova tűnik el a többi? A légkör különböző rétegei és azok a mikroszkopikus részecskék játszanak szerepet, amelyekből ezek keletkeznek. Amint jeleztük, lenyűgöző részt nyel el az ózonréteg - ezek mind olyan hullámok, amelyek hossza kisebb, mint 0,36 mikron. Ezenkívül az ózon bizonyos típusú hullámokat képes elnyelni az emberi szem számára látható spektrumból, azaz a 0,44-1,18 mikron intervallumból.
Az UV-t bizonyos mértékig elnyeli az oxigénréteg. Ez a 0,13-0,24 mikron hullámhosszú sugárzásra jellemző. A szén-dioxid, a vízgőz az infravörös spektrum kis százalékát képes elnyelni. A légköri aeroszol a napsugárzás teljes mennyiségének egy részét (IR-spektrum) elnyeli.
A rövidhullámok kategóriájába tartozó hullámok szétszóródtak a légkörben a mikroszkopikus méretű inhomogén részecskék, aeroszolok, felhők jelenléte miatt. Az inhomogén elemek, a hullámhossznál kisebb méretű részecskék molekuláris szóródást váltanak ki, a nagyobbakra pedig az indikátor által leírt jelenség, vagyis az aeroszol a jellemző.
Újabb mennyiségű napsugárzás éri el a Föld felszínét. Egyesíti a közvetlen sugárzást, a szórt sugárzást.
Teljes sugárzás: fontos szempontok
A teljes érték a terület által kapott, valamint a légkörben elnyelt napsugárzás mennyisége. Ha nincs felhő az égen, a teljes sugárzás mértéke a terület szélességi fokától, az égitest magasságától, ezen a területen a földfelszín típusától és a levegő átlátszóságának mértékétől függ. Minél több aeroszol részecske szóródik a légkörben, annál kisebb a közvetlen sugárzás, de nő a szórt sugárzás aránya. Általában a teljes sugárzás felhősségének hiányában a diffúz egynegyede.
Hazánk az északiak közé tartozik, így az év nagy részében a déli régiókban jóval nagyobb a sugárzás, mint az északiakon. Ez a csillag égboltbeli helyzetének köszönhető. A május-júliusi rövid időszak azonban egyedülálló időszak, amikor még északon is lenyűgöző a teljes sugárzás, hiszen a nap magasan van az égen, és a nappali órák is hosszabbak, mint az év többi hónapjában. Ugyanakkor átlagosan az ország ázsiai felében felhősödés hiányában az össza sugárzás jelentősebb, mint nyugaton. A hullámsugárzás maximális erőssége délben, az éves maximum pedig júniusban következik be, amikor a nap legmagasabban áll az égen.
A teljes napsugárzás a bolygónkat elérő napenergia mennyisége. Ugyanakkor nem szabad megfeledkezni arról, hogy a különböző légköri tényezők azt a tényt eredményezik, hogy a teljes sugárzás éves beérkezése kisebb, mint amennyi lehetne. A legnagyobb eltérés a ténylegesen megfigyelt és a lehetséges maximum között a távol-keleti régiókra jellemző nyáron. A monszunok rendkívül sűrű felhőket okoznak, így a teljes sugárzás körülbelül felére csökken.
Kíváncsi vagyok
A valóságban a napenergiának való maximális kitettség legnagyobb százaléka (12 hónapra számolva) az ország déli részén figyelhető meg. A mutató eléri a 80%-ot.
A felhősödés nem mindig eredményez azonos mennyiségű napsugárzás szórását. A felhők alakja játszik szerepet, a napkorong sajátosságai egy adott pillanatban. Ha nyitva van, akkor a felhősödés a közvetlen sugárzás csökkenését okozza, míg a diffúz sugárzás erősen növekszik.
Vannak olyan napok is, amikor a közvetlen sugárzás közel azonos erősségű, mint a szórt sugárzás. A napi összérték akár nagyobb is lehet, mint a teljesen felhőtlen napra jellemző sugárzás.
A 12 hónapot tekintve különös figyelmet kell fordítani a csillagászati jelenségekre, mint az átfogó számszerű mutatók meghatározására. A felhősödés ugyanakkor oda vezet, hogy a valós sugárzási maximum nem júniusban, hanem egy hónappal korábban vagy később figyelhető meg.
Sugárzás az űrben
Bolygónk magnetoszférájának határától és tovább a világűrbe a napsugárzás az emberre nézve halálos veszélyt okozó tényezővé válik. Már 1964-ben megjelent egy fontos népszerű tudományos munka a védekezési módszerekről. Szerzői Kamanin, Bubnov szovjet tudósok voltak. Ismeretes, hogy egy személy számára a heti sugárdózis nem haladhatja meg a 0,3 röntgent, míg egy évre 15 R-on belül kell lennie. Rövid távú expozíció esetén a határ egy személyre 600 R. Repülések az űrbe, különösen kiszámíthatatlan naptevékenység esetén, az űrhajósok jelentős kitettsége kísérheti, ami további intézkedések megtételére kötelezi a különböző hosszúságú hullámok elleni védelem érdekében.
Az Apollo-küldetések, amelyek során a védekezési módszereket, az emberi egészséget befolyásoló tényezőket vizsgálták, után több mint egy évtized telt el, de a tudósok a mai napig nem találnak hatékony, megbízható módszert a geomágneses viharok előrejelzésére. Órákra, esetenként több napra is készíthet előrejelzést, de akár heti előrejelzésnél sem több 5%-nál a megvalósulás esélye. A napszél még kiszámíthatatlanabb. Egy a harmadikhoz való valószínűséggel az új küldetésre induló űrhajósok erőteljes sugárzási áramlásokba eshetnek. Ez még fontosabbá teszi mind a sugárzási jellemzők kutatásának és előrejelzésének, mind az ellene való védekezés módszereinek kidolgozásának kérdésétőt.
