Солнечная радиация

Опубликовано 25.01.2011 Ведущий Антон Степанов

Солнечная радиация. Это словосочетание звучит угрожающе, поскольку в русском языке слово «радиация» очень часто отождествляют с понятием губительного для живых организмов гамма излучения. На самом деле, под радиацией обычно подразумевается любое излучение, а под солнечной радиацией – электромагнитное излучение ближайшей к нам звезды в широком спектре, а так же ее корпускулярное излучение. Именно солнечной радиация влияет на большинство процессов на Земле, более того, самозарождение и развитее жизни на планете без нее было бы невозможно. Вообще солнечная радиация – это источник энергии, которую солнце передает нашей планете.
Электромагнитная составляющая солнечной радиации распространяется со скоростью света и проникает в земную атмосферу. До земной поверхности солнечная радиация доходит в виде прямой и рассеянной радиации. Спектральный диапазон электромагнитного излучения Солнца очень широк — от радиоволн до рентгеновских лучей — однако максимум его интенсивности приходится на видимую (жёлто-зелёную) часть спектра. Т.е. яркий свет нашего дневного светила. Впрочем, хватает и на отраженный – ночного. Это длины волн примерно 500–700 нанометров.
Несколько меньшая интенсивность излучения солнца в инфракрасном диапазоне. Но оно не менее важно, поскольку согревает Землю. Играет центральную роль в формировании климата. Диапазон волн от 760 до 2800нМ.
Ультрафиолетовая часть электромагнитного излучения (от 280 до 400нМ) важна для процессов растительного мира. А нам она хорошо известна, поскольку влияет на человеческую кожу. В результате воздействия небольших доз возникает загар, а при опасных – солнечный ожог. Это излучение также вредно для глаз.
Более длинные волны - радиоволны, более короткие и опасные - гамма-лучи, ионизируещее излучение, в основном не доходят до поверхности Земли, потому что задерживаются в верхних слоях атмосферы, в озоновом слое в частности. Озон распространен во всей атмосфере, но на высоте около 35 км формирует тонкий, но плотный слой. Впрочем, какой-то естественный и неопасный фон всегда сохраняется на уровне земли. Он зависит от разных факторов, например, солнечной активности.
Кроме того, интенсивность солнечной радиации зависит от высоты стояния солнца над горизонтом. Если солнце находится в зените, то путь, который проходит солнечные лучи, будет значительно короче, чем их путь, если солнце находится у горизонта. За счет увеличения пути интенсивность солнечной радиации меняется. Она так же зависит от того под каким углом падают солнечные лучи, поскольку от этого зависит и освещаемая территория. Таким образом, та же солнечная радиация приходится на большую поверхность, поэтому интенсивность уменьшается. Интенсивность солнечной радиации зависит от массы воздуха, через который проходят солнечные лучи. В горах она будет выше, чем над уровнем моря, потому что слой воздуха, через который проходят солнечные лучи будет меньше чем над уровнем моря. Снижает интенсивность и загрязнение атмосферы. Важно расстояние между Солнцем и Землей - даже небольшие изменения расстояния, которые зависят от эксцентристета орбиты, приводят к значительному изменению количества поступающей на планету радиации- оно уменьшается пропорционально квадрату расстояния между планетой и звездой.
Интенсивность солнечной радиации обычно измеряется по её тепловому действию и выражается в калориях на единицу поверхности за единицу времени. Существует солнечная постоянная - это количество солнечной энергии поступающей в единицу времени на единицу площади, расположенную на верхней границе атмосферы под прямым углом к солнечным лучам при среднем расстоянии Земли от Солнца. Она равна 1,94 калории\см2 в мин.
Для измерения солнечной радиации служат актинометры и пиргелиометры.
Энергетический вклад корпускулярной составляющей солнечной радиации в её общую интенсивность невелик по сравнению с электромагнитной. Это так называемый солнечный ветер. Часть солнечной радиации, состоящая преимущественно из протонов, движущихся от Солнца со скоростями 300—1500 км/с. Этот поток губителен для всего живого, но к счастью, также не достигает земной поверхности, а отклоняется в космическом пространстве магнитосферой Земли. Полярные сияния – так сказать побочный эффект этой радиации.
Всего Земля получает от Солнца менее одной двухмиллиардной его излучения, но этого достаточно для жизни миллиардов ее населяющую.