دازبوج بين السلاف، أبولو بين اليونانيين القدماء، ميثرا بين الهندو-إيرانيين، آمون رع بين المصريين القدماء، توناتيوه بين الأزتيك - في وحدة الوجود القديمة أطلق الناس على إله الشمس بهذه الأسماء.

منذ العصور القديمة، فهم الناس مدى أهمية الشمس للحياة على الأرض وألهوها.

لمعان الشمس هائل ويبلغ 3.85x10 23 كيلو واط. الطاقة الشمسية التي تعمل على مساحة 1 م 2 فقط قادرة على شحن محرك بقدرة 1.4 كيلو واط.

مصدر الطاقة هو التفاعل النووي الحراري الذي يحدث في قلب النجم.

ويشكل الـ 4 الذي تشكله في هذه الحالة ما يقرب من (0.01%) من كل هيليوم الأرض.

ينبعث نجم نظامنا من الإشعاع الكهرومغناطيسي والجسيمي. من خارج هالة الشمس، تهب الرياح الشمسية، المكونة من البروتونات والإلكترونات وجسيمات ألفا، إلى الفضاء الخارجي. مع الرياح الشمسية، يتم فقدان 2-3x10 -14 كتلة من النجم سنويًا. ترتبط العواصف المغناطيسية والشفق بالإشعاع الجسيمي.

يصل الإشعاع الكهرومغناطيسي (الإشعاع الشمسي) إلى سطح كوكبنا على شكل أشعة مباشرة ومتناثرة. نطاقه الطيفي هو:

• الأشعة فوق البنفسجية
• الأشعة السينية؛
• أشعة جاما.

يمثل الجزء القصير الموجة 7٪ فقط من الطاقة. يشكل الضوء المرئي 48% من طاقة إشعاع الشمس. ويتكون بشكل أساسي من طيف الإشعاع الأزرق والأخضر، و45% من الأشعة تحت الحمراء وجزء صغير فقط يمثله الإشعاع الراديوي.

تنقسم الأشعة فوق البنفسجية حسب الطول الموجي إلى:

تصل معظم الأشعة فوق البنفسجية ذات الطول الموجي الطويل إلى سطح الأرض. تعتمد كمية طاقة الأشعة فوق البنفسجية – باء التي تصل إلى سطح الكوكب على حالة طبقة الأوزون. يتم امتصاص الأشعة فوق البنفسجية (UV-C) بالكامل تقريبًا بواسطة طبقة الأوزون والغازات الجوية. وفي عام 1994، اقترحت منظمة الصحة العالمية والمنظمة العالمية للأرصاد الجوية إدخال مؤشر للأشعة فوق البنفسجية (الأشعة فوق البنفسجية، واط/م2).

الجزء المرئي من الضوء لا يمتصه الغلاف الجوي، بل تتبدد موجات من بعض الطيف. يتم امتصاص الطاقة الحرارية بالأشعة تحت الحمراء أو الطاقة الحرارية متوسطة الموجة بشكل أساسي عن طريق بخار الماء وثاني أكسيد الكربون. مصدر طيف الموجات الطويلة هو سطح الأرض.

جميع النطاقات المذكورة أعلاه لها أهمية كبيرة للحياة على الأرض. لا يصل جزء كبير من الإشعاع الشمسي إلى سطح الأرض. يتم تسجيل أنواع الإشعاع التالية على سطح الكوكب:

• 1% من الأشعة فوق البنفسجية؛
• 40% بصري؛
• الأشعة تحت الحمراء 59%.

أنواع الإشعاع

تعتمد شدة الإشعاع الشمسي على:

• خط العرض؛
• موسم؛
• وقت اليوم؛
• الأحوال الجوية؛
• ميزات وتخفيف سطح الأرض.

في أجزاء مختلفة من الأرض، يؤثر الإشعاع الشمسي على الكائنات الحية بشكل مختلف.

يمكن تقسيم العمليات الضوئية الحيوية التي تحدث تحت تأثير الطاقة الضوئية، اعتمادًا على دورها، إلى المجموعات التالية:

• تخليق المواد النشطة بيولوجيا (التمثيل الضوئي)؛
• العمليات البيولوجية الضوئية التي تساعد على التنقل في الفضاء وتساعد في الحصول على المعلومات (الانجذاب الضوئي، والرؤية، والدورية الضوئية)؛
• الآثار الضارة (الطفرات، والعمليات المسرطنة، والتأثيرات المدمرة على المواد النشطة بيولوجيا).

حساب التشمس

للإشعاع الضوئي تأثير محفز على العمليات البيولوجية الضوئية في الجسم - تخليق الفيتامينات والأصباغ والتحفيز الضوئي الخلوي. ويجري حاليًا دراسة التأثير التحسسي لأشعة الشمس.

الأشعة فوق البنفسجية، التي تؤثر على جلد جسم الإنسان، تحفز تخليق الفيتامينات D، B4 والبروتينات، التي تنظم العديد من العمليات الفسيولوجية. تؤثر الأشعة فوق البنفسجية على:

• عمليات التمثيل الغذائي.
• الجهاز المناعي؛
• الجهاز العصبي؛
• نظام الغدد الصماء.

يعتمد تأثير التوعية للأشعة فوق البنفسجية على الطول الموجي:

يتم التعبير عن التأثير المحفز لأشعة الشمس في زيادة المناعة النوعية وغير النوعية. على سبيل المثال، عند الأطفال الذين يتعرضون للأشعة فوق البنفسجية الطبيعية المعتدلة، يتم تقليل عدد نزلات البرد بنسبة 1/3. وفي نفس الوقت تزداد فعالية العلاج ولا توجد مضاعفات وتقصر فترة المرض.

تُستخدم الخصائص المبيدة للجراثيم للأشعة فوق البنفسجية قصيرة الموجة في الطب وصناعة الأغذية وإنتاج الأدوية لتطهير البيئات والهواء والمنتجات. الأشعة فوق البنفسجية تدمر عصية السل في بضع دقائق، والمكورات العنقودية في 25 دقيقة، والعامل المسبب لحمى التيفوئيد في 60 دقيقة.

تستجيب المناعة غير النوعية، استجابةً للأشعة فوق البنفسجية، بزيادة في التتر التكميلي والتراص، وزيادة في نشاط الخلايا البالعة. لكن زيادة الأشعة فوق البنفسجية تسبب تغيرات مرضية في الجسم:

• سرطان الجلد؛
• الحمامي الشمسية
• تلف الجهاز المناعي، والذي يتم التعبير عنه في ظهور النمش، الشامات، النمش الشمسي.

ضوء الشمس المرئي:

• يجعل من الممكن الحصول على 80٪ من المعلومات باستخدام محلل مرئي؛
• يسرع عمليات التمثيل الغذائي.
• يحسن المزاج والرفاهية العامة.
• يسخن.
• يؤثر على حالة الجهاز العصبي المركزي.
• يحدد إيقاعات الساعة البيولوجية.

مستوى التأثير الأشعة تحت الحمراءيعتمد على الطول الموجي:

• موجة طويلة - لها قدرة اختراق ضعيفة ويتم امتصاصها إلى حد كبير عن طريق سطح الجلد، مما يسبب الحمامي.
• الموجة القصيرة - تخترق عمق الجسم، مما يوفر تأثيرًا موسعًا للأوعية ومسكنًا ومضادًا للالتهابات.

وبالإضافة إلى تأثيره على الكائنات الحية، فإن للإشعاع الشمسي أهمية كبيرة في تشكيل مناخ الأرض.

أهمية الإشعاع الشمسي للمناخ

الشمس هي المصدر الرئيسي للحرارة التي تشكل مناخ الأرض. على المراحل الأولىومع تطور الأرض، أصدرت الشمس حرارة أقل بنسبة 30% مما تطلقه الآن. ولكن بفضل تشبع الغلاف الجوي بالغازات والغبار البركاني، أصبح المناخ على الأرض رطبا ودافئا.

هناك دورية في شدة التشميس مما يسبب ارتفاع درجة حرارة المناخ وتبريده. تشرح الدورة الدورية العصر الجليدي الصغير الذي بدأ في القرنين الرابع عشر والتاسع عشر. واحترار المناخ لوحظ في الفترة 1900-1950.

في تاريخ الكوكب، هناك دورية من التغيرات في ميل المحور وانحراف المدار، مما يغير إعادة توزيع الإشعاع الشمسي على السطح ويؤثر على المناخ. على سبيل المثال، تنعكس هذه التغيرات في الزيادة والنقصان في مساحة الصحراء الكبرى.

تستمر الفترات بين الجليدية حوالي 10000 سنة. الأرض حاليا في فترة ما بين العصور الجليدية تسمى الهليوسين. وبفضل الأنشطة الزراعية البشرية المبكرة، استمرت هذه الفترة لفترة أطول من المتوقع.

لقد وصف العلماء دورات تغير المناخ التي تمتد من 35 إلى 45 عامًا، والتي تحدث خلالها الجفاف والجفاف جو دافئيتغير إلى بارد ورطب. وهي تؤثر على ملء المسطحات المائية الداخلية، ومستوى المحيط العالمي، والتغيرات في التجلد في القطب الشمالي.

يتم توزيع الإشعاع الشمسي بشكل مختلف. على سبيل المثال، في خطوط العرض الوسطى في الفترة من 1984 إلى 2008، حدثت زيادة في الإشعاع الشمسي الكلي والمباشر وانخفاض في الإشعاع المتناثر. كما لوحظت تغيرات في الشدة على مدار العام. وبالتالي، فإن الذروة تحدث في مايو وأغسطس، والحد الأدنى يحدث في فصل الشتاء.

منذ ارتفاع الشمس ومدتها ساعات النهارأكثر في الصيف، تمثل هذه الفترة ما يصل إلى 50٪ من إجمالي الإشعاع السنوي. وفي الفترة من نوفمبر إلى فبراير - 5% فقط.

تؤثر كمية الإشعاع الشمسي الساقط على سطح معين من الأرض على مؤشرات مناخية مهمة:

• درجة حرارة؛
• رطوبة؛
• الضغط الجوي;
• الغيوم.
• تساقط؛
• سرعة الرياح.

تؤدي زيادة الإشعاع الشمسي إلى زيادة درجة الحرارة والضغط الجوي، بينما تكون الخصائص الأخرى بنسبة معاكسة. لقد وجد العلماء أن مستويات الإشعاع الكلي والمباشر من الشمس لها التأثير الأكبر على المناخ.

تدابير الحماية الشمسية

وللإشعاع الشمسي تأثير تحسسي وضار على الإنسان يتمثل في الحرارة وضربة الشمس، والآثار السلبية للإشعاع على الجلد. الآن عدد كبير منانضم المشاهير إلى الحركة المناهضة للتسمير.

تقول أنجلينا جولي، على سبيل المثال، إنها لا تريد التضحية بعدة سنوات من حياتها من أجل تسمير البشرة لمدة أسبوعين.

لحماية نفسك من الإشعاع الشمسي يجب عليك:

1. يعتبر أخذ حمامات الشمس في ساعات الصباح والمساء هو الوقت الأكثر أماناً؛
2. استخدام النظارات الشمسية.
3. خلال فترة الشمس النشطة:

• تغطية الرأس والمناطق المفتوحة من الجسم؛
• يستخدم كريم واقي من الشمسمع مرشح للأشعة فوق البنفسجية.
• شراء ملابس خاصة؛
• احمِ نفسك بقبعة واسعة الحواف أو مظلة شمسية؛
• مراقبة نظام الشرب.
• تجنب النشاط البدني المكثف.

عند استخدامه بحكمة، فإن الإشعاع الشمسي له تأثير تأثير مفيدعلى جسم الإنسان.

اشعاع شمسي— طاقة الإشعاع الشمسي التي تصل إلى الأرض على شكل تيار من الموجات الكهرومغناطيسية.

تشع الشمس إشعاعًا كهرومغناطيسيًا قويًا حول نفسها. ويدخل جزء واحد فقط من مليارين منه إلى الطبقات العليا من الغلاف الجوي للأرض، ولكنه يشكل أيضًا عددًا هائلاً من السعرات الحرارية في الدقيقة.

لا يصل كل تدفق الطاقة إلى سطح الأرض، فمعظمها يتم طرحه بواسطة الكوكب إلى الفضاء الخارجي. تعكس الأرض هجوم تلك الأشعة التي تدمر المادة الحية للكوكب. وفي الطريق الإضافي إلى الأرض، تواجه أشعة الشمس عوائق على شكل بخار ماء يملأ الغلاف الجوي وجزيئات ثاني أكسيد الكربون وجزيئات الغبار المعلقة في الهواء. ويمتص «مرشح» الغلاف الجوي جزءًا كبيرًا من الأشعة، ويبعثرها، ويعكسها. انعكاسية السحب عالية بشكل خاص. ونتيجة لذلك، يتلقى سطح الأرض مباشرة 2/3 فقط من الإشعاع الذي تنقله شاشة الأوزون. ولكن حتى من هذا الجزء ينعكس الكثير وفقًا لانعكاس الأسطح المختلفة.

يتلقى سطح الأرض بأكمله ما يزيد قليلاً عن 100000 سعرة حرارية لكل 1 سم 2 في الدقيقة. ويمتص هذا الإشعاع الغطاء النباتي والتربة وسطح البحار والمحيطات. ويتحول إلى حرارة تنفق في تدفئة طبقات الجو وتحريك الهواء و كتل الماء، لخلق كل التنوع الكبير في أشكال الحياة على الأرض.

يصل الإشعاع الشمسي إلى سطح الأرض بطرق مختلفة:

1. الإشعاع المباشر: الإشعاع القادم من الشمس مباشرة، إذا لم تكن مغطاة بالسحب؛
2. الإشعاع المنتشر: الإشعاع الوارد من السماء أو السحب المتناثرة لأشعة الشمس.
3. الحراري: دخول الإشعاع يأتي من الجو الساخن نتيجة التعرض للإشعاع.

يصل الإشعاع المباشر والمنتشر فقط خلال النهار. معا يشكلون الإشعاع الكلي. يسمى الإشعاع الشمسي الذي يبقى بعد فقدانه بالانعكاس من السطح ممتصًا.

يتم قياس الإشعاع الشمسي باستخدام أداة تسمى مقياس الأكتينوميتر.

تغمر الشمس الأرض بمحيط كامل من الطاقة، وهو أمر لا ينضب عمليا السنوات الاخيرةيتم إيلاء المزيد والمزيد من الاهتمام لمشكلة استخدام الطاقة الشمسية في الاقتصاد. تعمل بالفعل محطات تحلية المياه بالطاقة الشمسية وسخانات المياه والمجففات في بلدان مختلفة. تعمل الأقمار الصناعية والسفن الفضائية والمختبرات التي يتم إطلاقها من الأرض بالكامل على طاقة الإشعاع الشمسي.

الإشعاع الشمسي ويكيبيديا
بحث الموقع:

تتأثر التغيرات في تدفق الحرارة خلال فترات زمنية قصيرة وتوزيعها غير المتساوي في الغلاف الطبيعي بعدد من الظروف، والتي سننظر في أهمها.

التغيرات الدورية الصغيرة في الإشعاع تعتمد في المقام الأول على حقيقة أن الأرض تدور حول الشمس في مدار بيضاوي الشكل، وبالتالي تتغير بعدها عن الشمس. وعند الحضيض، أي عند نقطة المدار الأقرب إلى الشمس (توجد الأرض في العصر الحالي في 1 كانون الثاني/يناير)، تبلغ المسافة 147 مليون كيلومتر؛ عند الأوج، أي أبعد نقطة في المدار عن الشمس (3 يوليو)، تبلغ هذه المسافة بالفعل 152 مليون كيلومتر؛ الفرق 5 مليون كم. وبناءً على ذلك، في بداية شهر يناير، يزداد الإشعاع بنسبة 3.4% مقارنة بالمتوسط ​​(أي محسوبًا لمتوسط ​​المسافة من الأرض إلى الشمس)، وفي بداية شهر يوليو ينخفض ​​بنسبة 3.5%.

من العوامل المهمة جدًا التي تحدد كمية الإشعاع التي تستقبلها منطقة معينة من سطح الأرض هي زاوية سقوط أشعة الشمس. إذا كانت J هي شدة الإشعاع عندما تسقط الأشعة عموديًا، فعندما تلتقي بالسطح بزاوية α، ستكون شدة الإشعاع J sin α: كلما زادت حدة الزاوية، زادت مساحة كبيرةيجب أن يتم توزيع طاقة شعاع الأشعة، وبالتالي، ستكون أقل لكل وحدة مساحة.

تعتمد الزاوية التي تشكلها أشعة الشمس مع سطح الأرض على التضاريس وخط العرض الجغرافي وارتفاع الشمس فوق الأفق، والذي يختلف أثناء النهار وعلى مدار العام.

على التضاريس غير المستوية (بغض النظر عما إذا كنا نتحدث عن الجبال أو المخالفات الصغيرة)، تضيء الشمس عناصر مختلفة من الإغاثة بشكل مختلف. على جانب التل المشمس، تكون زاوية سقوط الأشعة أكبر منها على السهل عند سفح التل، ولكن على المنحدر المقابل تكون هذه الزاوية صغيرة جدًا. بالقرب من لينينغراد، يكون جانب التل المواجه للجنوب ويميل بزاوية 10 درجات، في نفس الظروف الحرارية مثل المنصة الأفقية بالقرب من خاركوف.

في فصل الشتاء، يتم تسخين المنحدرات شديدة الانحدار التي تواجه الجنوب بشكل أفضل من المنحدرات اللطيفة (نظرًا لأن الشمس تكون منخفضة بشكل عام فوق الأفق). في الصيف، تتلقى المنحدرات اللطيفة ذات التعرض الجنوبي حرارة أكبر، بينما تتلقى المنحدرات الشديدة حرارة أقل من السطح الأفقي. تتلقى المنحدرات المواجهة للشمال في نصف الكرة الأرضية أقل كمية من الإشعاع في جميع الفصول.

إن اعتماد زاوية سقوط أشعة الشمس على خط العرض الجغرافي أمر معقد للغاية، لأنه مع زاوية ميل مسير الشمس الحالية، فإن ارتفاع الشمس في مكان معين (مما يعني زاوية سقوط أشعة الشمس على مستوى الأفق) لا يتغير يوميًا فحسب، بل أيضًا على مدار العام.

أعلى ارتفاع في منتصف النهار عند خط العرض φ. تصل الشمس في أيام الاعتدالين إلى 90 درجة - φ في اليوم الانقلاب الصيفي 90°- φ +23°.5 ويوميا الانقلاب الشتوي 90° - φ - 23°.5.

وبالتالي فإن أكبر زاوية لسقوط الأشعة الشمسية عند الظهيرة عند خط الاستواء في السنة تتراوح من 90° إلى 66°.5، وعند القطب من -23°.5 إلى +23°.5، أي عملياً من 0°. إلى +23 درجة.5 (نظرًا لأن الزاوية السلبية تحدد مقدار غمر الشمس تحت الأفق).

تلعب القشرة الغازية للأرض دورًا رئيسيًا في تحول الإشعاع الشمسي. تعمل جزيئات الهواء وبخار الماء وجزيئات الغبار على تشتيت ضوء الشمس؛ وبفضل هذا يكون النهار خفيفًا وفي غياب أشعة الشمس المباشرة. بالإضافة إلى ذلك، يمتص الغلاف الجوي كمية معينة من الطاقة الإشعاعية، أي يحولها إلى حرارة. وأخيرًا، ينعكس الإشعاع الشمسي الذي يدخل الغلاف الجوي جزئيًا إلى الفضاء. الغيوم هي عاكسات قوية بشكل خاص.

ونتيجة لذلك، لا يصل كل الإشعاع الذي يتم تلقيه عند حدود الغلاف الجوي إلى سطح الأرض، ولكن جزءًا منه فقط، علاوة على ذلك، يتغير نوعيًا (في التركيب الطيفي)، نظرًا لأن الموجات الأقصر من 0.3 ميكرومتر، التي يمتصها الأكسجين بقوة والأوزون، لا يصلان إلى سطح الأرض، وتنتشر الموجات المرئية بشكل مختلف.

من الواضح أنه في غياب الغلاف الجوي، سيكون النظام الحراري للأرض مختلفًا عما يتم ملاحظته فعليًا. بالنسبة لعدد من الحسابات والمقارنات، غالبا ما يكون من المناسب القضاء على تأثير الغلاف الجوي على الإشعاع والحصول على مفهوم الإشعاع في شكله النقي. ولهذا الغرض يتم حساب ما يسمى بالثابت الشمسي، أي كمية الحرارة في الدقيقة. لكل 1 متر مربع سم من السطح الأسود (يمتص كل الإشعاع) بشكل عمودي على أشعة الشمس، والتي تستقبلها الأرض عند متوسط ​​بعدها عن الشمس وفي غياب الغلاف الجوي. الثابت الشمسي هو 1.9 كال.

وفي وجود الغلاف الجوي، يصبح العامل المؤثر على الإشعاع، مثل طول مسار الشعاع الشمسي في الغلاف الجوي، ذا أهمية خاصة. كلما زاد سمك الهواء الذي يجب أن يخترقه الشعاع الشمسي، كلما زادت الطاقة التي يفقدها في عمليات التشتت والانعكاس والامتصاص. يعتمد طول مسار الشعاع بشكل مباشر على ارتفاع الشمس فوق الأفق، وبالتالي، على الوقت من اليوم والموسم. إذا تم اعتبار طول مسار الشعاع الشمسي عبر الغلاف الجوي على ارتفاع شمسي 90 درجة كوحدة، فإن طول المسار على ارتفاع شمسي 40 درجة سيتضاعف، وعلى ارتفاع 10 درجات سيصبح مساويًا 5.7، إلخ.

ل النظام الحراريكما أن مدة إضاءة الشمس مهمة جدًا. وبما أن الشمس تشرق فقط خلال النهار، فإن العامل المحدد هنا سيكون طول اليوم، والذي يتغير مع تغير الفصول.

وأخيرا، يجب أن نتذكر أنه على الرغم من أن شدة الإشعاع تقاس بالنسبة إلى السطح الذي يمتص كل الإشعاع، إلا أن الطاقة الشمسية الساقطة على الأجسام ذات الطبيعة المختلفة لا يتم امتصاصها بالتساوي. وتسمى نسبة الإشعاع المنعكس إلى الإشعاع الساقط البياض. من المعروف منذ زمن طويل أن بياض التربة السوداء والصخور الخفيفة والمناطق العشبية وسطح الخزان وما إلى ذلك يختلف اختلافًا كبيرًا. تعكس الرمال الخفيفة 30-35%، والتربة السوداء (الدبال) 26%، والعشب الأخضر 26% من الإشعاع. بالنسبة للثلج النظيف والجاف المتساقط حديثًا، يمكن أن يصل البياض إلى 97%. تمتص التربة الرطبة الإشعاع بشكل مختلف عن التربة الجافة: يعكس الطين الجاف الأزرق 23% من الإشعاع، ويعكس نفس الطين الرطب 16%. وبالتالي، حتى مع نفس التدفق الإشعاعي، وفي ظل نفس ظروف التنفيس، نقاط مختلفةسيتلقى سطح الأرض كميات مختلفة من الحرارة.

ومن العوامل الدورية التي تحدد الإيقاع المعروف في تقلبات الإشعاع، فإن تغير الفصول له أهمية خاصة.

إذا وجدت خطأ، يرجى تحديد جزء من النص والنقر عليه السيطرة + أدخل.

في تواصل مع

زملاء الصف

يشير الإشعاع الشمسي إلى الإشعاع الصادر من الشمس، والذي يتم قياسه من خلال تأثيره الحراري وكثافته.

يسمى الإشعاع الشمسي الذي يصل مباشرة إلى سطح الأرض الإشعاع الشمسي المباشر. وينتشر جزء من الإشعاع الشمسي في الغلاف الجوي، وبعد ذلك يصل إلى سطح الكوكب، ويسمى هذا الإشعاع الإشعاع الشمسي المتناثر. يشكل الإشعاع المباشر والمنتشر معًا إجمالي الإشعاع الشمسي.

يتم تحديد إجمالي الإشعاع الشمسي من خلال التأثير الحراري لكل وحدة سطح لكل وحدة زمنية. يتم التعبير عنها بالسعرات الحرارية أو الجول.

تعتمد كمية الإشعاع الشمسي الإجمالي الساقط على السطح على ارتفاع الشمس وطول اليوم وخصائص الغلاف الجوي (شفافيته وغيومه).

وبما أن الأرض كروية، فإن الشمس تشرق أعلى مستوى فوق الأفق عند خط الاستواء. هنا تسقط أشعة الشمس بشكل عمودي على السطح. أثناء تحركها نحو القطبين، تسقط أشعة الشمس بزاوية أكبر من أي وقت مضى، وبالتالي تجلب حرارة أقل وأقل. بالإضافة إلى ذلك، كلما اقتربنا من خط الاستواء، زاد طول اليوم، وبالتالي يتلقى السطح المزيد من الحرارة.

ومع ذلك، ليس خط العرض الجغرافي وحده هو الذي يؤثر على إجمالي الإشعاع الشمسي.

الإشعاع الشمسي وتأثيره على جسم الإنسان والمناخ

وعند خط الاستواء تكون الغيوم والرطوبة عالية، مما يمنع مرور ضوء الشمس. ولذلك، فإن إجمالي الإشعاع الشمسي هنا أقل مما هو عليه في المناخ الاستوائي القاري (على سبيل المثال، الصحراء).

الشمس مصدر للضوء والحرارة التي تحتاجها جميع الكائنات الحية على الأرض. ولكن بالإضافة إلى فوتونات الضوء، فإنه يصدر إشعاعات مؤينة صلبة تتكون من نوى الهيليوم والبروتونات. لماذا يحدث هذا؟

أسباب الإشعاع الشمسي

يتم توليد الإشعاع الشمسي في ساعات النهارأثناء التوهجات الكروموسفيرية - انفجارات عملاقة تحدث في الغلاف الجوي الشمسي. يتم قذف بعض المادة الشمسية إلى الفضاء الخارجي، لتشكل أشعة كونية، تتكون أساسًا من البروتونات وكمية صغيرة من نوى الهيليوم. تصل هذه الجسيمات المشحونة إلى سطح الأرض بعد 15 إلى 20 دقيقة من ظهور التوهج الشمسي.

يحجب الهواء الإشعاع الكوني الأولي، مما يولد وابلًا نوويًا متتاليًا، والذي يتلاشى مع انخفاض الارتفاع. في هذه الحالة، تولد جزيئات جديدة - البيونات، التي تتحلل وتتحول إلى ميونات. تخترق الطبقات السفلية من الغلاف الجوي وتسقط على الأرض وتحفر عمقًا يصل إلى 1500 متر. والميونات هي المسؤولة عن تكوين الإشعاع الكوني الثانوي والإشعاع الطبيعي الذي يؤثر على الإنسان.

طيف الإشعاع الشمسي

يشمل طيف الإشعاع الشمسي مناطق الموجات القصيرة والطويلة:

• أشعة غاما؛
• الأشعة السينية
• الأشعة فوق البنفسجية؛
• ضوء مرئي؛
• الأشعة تحت الحمراء.

يقع أكثر من 95% من إشعاع الشمس في منطقة "النافذة البصرية" - الجزء المرئي من الطيف مع المناطق المجاورة لموجات الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء.

ما هو الإشعاع الشمسي؟ أنواع الإشعاع وتأثيره على الجسم

أثناء مرورها عبر طبقات الغلاف الجوي، يضعف تأثير أشعة الشمس - حيث يحتفظ الغلاف الجوي للأرض بجميع الإشعاعات المؤينة والأشعة السينية وما يقرب من 98٪ من الأشعة فوق البنفسجية. يصل الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء إلى الأرض دون خسارة تقريبًا، على الرغم من امتصاصهما جزئيًا بواسطة جزيئات الغاز وجزيئات الغبار الموجودة في الهواء.

وفي هذا الصدد فإن الإشعاع الشمسي لا يؤدي إلى زيادة ملحوظة في الإشعاع الإشعاعي على سطح الأرض. وتبلغ مساهمة الشمس والأشعة الكونية في تكوين الجرعة الإشعاعية السنوية الإجمالية 0.3 ملي سيفرت/السنة فقط. ولكن هذه قيمة متوسطة، وفي الواقع فإن مستوى الإشعاع الساقط على الأرض يختلف ويعتمد على الآخر موقع جغرافيتضاريس.

أين يكون الإشعاع الشمسي المؤين أكبر؟

يتم تسجيل أعظم قوة للأشعة الكونية عند القطبين، وأقلها عند خط الاستواء. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن المجال المغناطيسي للأرض يحرف الجزيئات المشحونة المتساقطة من الفضاء باتجاه القطبين. بالإضافة إلى ذلك، يزداد الإشعاع مع الارتفاع - على ارتفاع 10 كيلومترات فوق مستوى سطح البحر، يزيد مؤشره بمقدار 20-25 مرة. يتعرض سكان الجبال العالية لجرعات أعلى من الإشعاع الشمسي، حيث أن الغلاف الجوي في الجبال أرق ويسهل اختراقه بواسطة تيارات جاما كوانتا والجسيمات الأولية القادمة من الشمس.

مهم. مستويات الإشعاع التي تصل إلى 0.3 ملي سيفرت / ساعة ليس لها تأثير خطير، ولكن عند جرعة 1.2 ميكرو سيفرت / ساعة يوصى بمغادرة المنطقة، وفي حالة الطوارئ، البقاء في أراضيها لمدة لا تزيد عن ستة أشهر. إذا تجاوزت القراءات ضعف ذلك، فيجب عليك تحديد مدة إقامتك في هذه المنطقة لمدة ثلاثة أشهر.

إذا كانت الجرعة السنوية من الإشعاع الكوني فوق مستوى سطح البحر 0.3 ملي سيفرت/سنة، فإنه مع زيادة الارتفاع كل مائة متر يزيد هذا الرقم بمقدار 0.03 ملي سيفرت/سنة. بعد بعض الحسابات الصغيرة، يمكننا أن نستنتج أن إجازة لمدة أسبوع في الجبال على ارتفاع 2000 متر ستعطي تعرضًا قدره 1 ملي سيفرت / سنة وستوفر ما يقرب من نصف إجمالي المعيار السنوي (2.4 ملي سيفرت / سنة).

وتبين أن سكان الجبال يتلقون جرعة سنوية من الإشعاع أعلى بعدة مرات من المعدل الطبيعي، ومن المفترض أن يصابوا بسرطان الدم والسرطان أكثر من الأشخاص الذين يعيشون في السهول. في الواقع، وهذا ليس صحيحا. على العكس من ذلك، في المناطق الجبليةهناك معدل وفيات أقل من هذه الأمراض، وجزء من السكان يعانون من كبد طويل. وهذا يؤكد حقيقة أن الإقامة الطويلة الأمد في الأماكن ذات النشاط الإشعاعي العالي لا تؤثر التأثير السلبيعلى جسم الإنسان.

التوهجات الشمسية - خطر إشعاعي مرتفع

تشكل التوهجات الشمسية خطرا كبيرا على البشر وجميع أشكال الحياة على الأرض، حيث أن كثافة تدفق الإشعاع الشمسي يمكن أن تتجاوز المستوى الطبيعي للإشعاع الكوني بألف مرة. وهكذا، ربط العالم السوفيتي البارز أ. إل. تشيزيفسكي فترات تكوين البقع الشمسية بأوبئة التيفوس (1883-1917) والكوليرا (1823-1923) في روسيا. واستنادا إلى الرسوم البيانية التي قام بها، تنبأ في عام 1930 بظهور جائحة الكوليرا على نطاق واسع في الفترة 1960-1962، والذي بدأ في إندونيسيا في عام 1961، ثم انتشر بسرعة إلى بلدان أخرى في آسيا وإفريقيا وأوروبا.

واليوم، تم الحصول على قدر كبير من البيانات التي تشير إلى العلاقة بين دورات النشاط الشمسي التي تمتد أحد عشر عامًا وتفشي الأمراض، وكذلك مع الهجرات الجماعية ومواسم التكاثر السريع للحشرات والثدييات والفيروسات. اكتشف علماء أمراض الدم زيادة في عدد النوبات القلبية والسكتات الدماغية خلال فترات النشاط الشمسي الأقصى. ترجع هذه الإحصائيات إلى حقيقة أنه في هذا الوقت يزداد تخثر الدم لدى الأشخاص، وبما أن النشاط التعويضي لدى المرضى الذين يعانون من أمراض القلب يتم قمعه، تحدث أعطال في عمله، بما في ذلك نخر أنسجة القلب ونزيف الدماغ.

لا تحدث التوهجات الشمسية الكبيرة كثيرًا - مرة كل 4 سنوات. في هذا الوقت، يزداد عدد وحجم البقع الشمسية، وتتشكل أشعة إكليلية قوية في الإكليل الشمسي، تتكون من البروتونات وكمية صغيرة من جسيمات ألفا. سجل المنجمون أقوى تدفق لهم في عام 1956، عندما زادت كثافة الإشعاع الكوني على سطح الأرض 4 مرات. ومن النتائج الأخرى لهذا النشاط الشمسي الشفق القطبي الذي تم تسجيله في موسكو ومنطقة موسكو في عام 2000.

كيف تحمي نفسك؟

بالطبع، زيادة الإشعاع الخلفي في الجبال ليس سببا لرفض الرحلات إلى الجبال. ومع ذلك، فإن الأمر يستحق التفكير في تدابير السلامة والذهاب في رحلة بمقياس إشعاع محمول، مما سيساعد في التحكم في مستوى الإشعاع، وإذا لزم الأمر، سيحد من الوقت الذي يقضيه في المناطق الخطرة. يجب ألا تبقى في منطقة تظهر فيها قراءات العدادات إشعاعًا مؤينًا يبلغ 7 ميكروسيفرت/ساعة لأكثر من شهر واحد.

مجموع الإشعاع الشمسي والتوازن الإشعاعي

إجمالي الإشعاع هو مجموع الإشعاع المباشر (على سطح أفقي) والمنتشر. ويختلف تركيب الإشعاع الإجمالي، أي النسبة بين الإشعاع المباشر والمنتشر، باختلاف ارتفاع الشمس والشفافية والغلاف الجوي والغطاء السحابي.

قبل شروق الشمس، يتكون الإشعاع الإجمالي بالكامل، وفي الارتفاعات الشمسية المنخفضة يتكون بشكل أساسي من إشعاعات متفرقة. مع زيادة الارتفاع الشمسي، تتناقص حصة الإشعاع المتناثر في إجمالي الإشعاع في سماء صافية: عند h = 8° تكون 50%، وعند h = 50° تكون 10-20% فقط.

كلما كان الغلاف الجوي أكثر شفافية، قلت حصة الإشعاعات المتناثرة في إجمالي الإشعاع.

3. تبعاً لشكل السحب وارتفاعها وعددها، تزداد نسبة الإشعاع المتناثر فيها درجات متفاوته. عندما تكون الشمس مغطاة بسحب كثيفة، يتكون الإشعاع الإجمالي فقط من إشعاعات متفرقة. مع مثل هذه السحب، يعوض الإشعاع المتناثر جزئيًا فقط انخفاض الإشعاع المباشر، وبالتالي فإن الزيادة في عدد وكثافة السحب تكون مصحوبة في المتوسط ​​بانخفاض في الإشعاع الكلي. ولكن في حالة السحب الصغيرة أو الرفيعة، عندما تكون الشمس مفتوحة تمامًا أو غير مغطاة بالكامل بالغيوم، فإن إجمالي الإشعاع الناتج عن زيادة الإشعاع المتفرق قد يكون أكبر منه مع سماء صافية.

يتم تحديد التغير اليومي والسنوي لإجمالي الإشعاع بشكل أساسي من خلال التغيرات في ارتفاع الشمس: يتغير إجمالي الإشعاع تقريبًا بشكل مباشر مع التغير في ارتفاع الشمس.

الإشعاع الشمسي أو الإشعاع المؤين من الشمس

لكن تأثير الغيوم وشفافية الهواء يعقد هذه العلاقة البسيطة إلى حد كبير ويعطل المسار السلس للإشعاع الكلي.

ويعتمد إجمالي الإشعاع أيضًا بشكل كبير على خط عرض المكان. ومع تناقص خط العرض، تزداد كمياته اليومية، وكلما انخفض خط عرض المكان، كلما كان توزيع الإشعاع الإجمالي متساويا على الأشهر، أي كلما صغرت سعة دورته السنوية. على سبيل المثال، في بافلوفسك (φ = 60°) تتراوح كمياتها الشهرية من 12 إلى 407 كالوري/سم2، في واشنطن (φ = 38.9°) - من 142 إلى 486 كالوري/سم2، وفي تاكوباي (φ = 19°) – من 307 إلى 556 كالوري/سم2. وتزداد أيضًا الكميات السنوية من إجمالي الإشعاع مع تناقص خط العرض. ومع ذلك، في بعض الأشهر قد يكون إجمالي الإشعاع في المناطق القطبية أكبر منه في خطوط العرض المنخفضة. على سبيل المثال، في خليج تيخايا في يونيو، يكون إجمالي الإشعاع أكثر بنسبة 37٪ منه في بافلوفسك، و 5٪ أكثر من فيودوسيا.

تظهر الملاحظات المستمرة في القارة القطبية الجنوبية على مدى 7-8 سنوات الماضية أن الكميات الشهرية من إجمالي الإشعاع في هذه المنطقة في الشهر الأكثر دفئًا (ديسمبر) تزيد بنحو 1.5 مرة عما هي عليه عند نفس خطوط العرض في القطب الشمالي، وتساوي الكميات المقابلة. في شبه جزيرة القرم وطشقند. حتى الكميات السنوية من إجمالي الإشعاع في القارة القطبية الجنوبية أكبر مما هي عليه في سانت بطرسبرغ على سبيل المثال. ويفسر هذا الوصول الكبير للإشعاع الشمسي إلى القارة القطبية الجنوبية بالهواء الجاف، ارتفاع كبيرمحطات القطب الجنوبي فوق مستوى سطح البحر وانعكاسية عالية لسطح الثلج (70-90%)، مما يزيد من الإشعاع المتناثر

يُسمى الفرق بين جميع تدفقات الطاقة الإشعاعية التي تصل إلى السطح النشط وتتركه بالتوازن الإشعاعي للسطح النشط. بمعنى آخر، التوازن الإشعاعي لسطح نشط هو الفرق بين تدفق الإشعاع إلى الداخل وتدفقه إلى الخارج على هذا السطح. وإذا كان السطح أفقياً فإن الجزء الوارد من الميزان يشمل الإشعاعات المباشرة الواصلة إلى السطح الأفقي، والإشعاعات المتفرقة، والإشعاعات المضادة من الغلاف الجوي. يتكون استهلاك الإشعاع من إشعاع الموجة القصيرة والطويلة المنعكسة من السطح النشط وجزء من الإشعاع الجوي القادم المنعكس منه.

يمثل ميزان الإشعاع الوصول الفعلي أو الإنفاق الفعلي للطاقة المشعة على السطح النشط، والذي يحدد ما إذا كان سيتم تسخينه أو تبريده. وإذا كان وصول الطاقة الإشعاعية أكبر من استهلاكها، فإن التوازن الإشعاعي يكون موجباً ويسخن السطح. إذا كان التدفق الداخلي أقل من التدفق الخارجي، يكون توازن الإشعاع سالبًا ويبرد السطح. يعتمد التوازن الإشعاعي ككل، وكذلك عناصره الفردية، على العديد من العوامل. ويتأثر بشدة بشكل خاص بارتفاع الشمس، ومدة سطوع الشمس، وطبيعة وحالة السطح النشط، وتعكر الغلاف الجوي، ومحتوى بخار الماء فيه، والغيوم، وما إلى ذلك.

عادة ما يكون الرصيد اللحظي (الدقيق) خلال النهار إيجابيا، خاصة في فصل الصيف. حوالي ساعة واحدة قبل غروب الشمس (باستثناء وقت الشتاء) يبدأ استهلاك الطاقة الإشعاعية في تجاوز دخلها، ويصبح الرصيد الإشعاعي سالبا. بعد حوالي ساعة من شروق الشمس تصبح إيجابية مرة أخرى. دورة يوميةالتوازن خلال النهار تحت سماء صافية يكون موازيا تقريبا لمسار الإشعاع المباشر. أثناء الليل، عادة ما يتغير توازن الإشعاع قليلاً، ولكن تحت تأثير السحب المتغيرة يمكن أن يتغير بشكل كبير

تكون المجاميع السنوية لتوازن الإشعاع موجبة على كامل سطح الأرض والمحيطات، باستثناء المناطق ذات الغطاء الثلجي أو الجليدي الدائم، مثل وسط جرينلاند والقارة القطبية الجنوبية. شمال خط عرض 40 درجة شمالاً وجنوب خط عرض 40 درجة جنوباً، تكون المجاميع الشهرية للرصيد الإشعاعي في فصل الشتاء سالبة، وتزداد الفترة ذات الرصيد السلبي باتجاه القطبين. وهكذا، في القطب الشمالي تكون هذه الكميات موجبة فقط في أشهر الصيف، عند خط عرض 60 درجة لمدة سبعة أشهر، وعند خط عرض 50 درجة لمدة تسعة أشهر. تتغير الكميات السنوية للرصيد الإشعاعي عند الانتقال من البر إلى البحر.

التوازن الإشعاعي لنظام الأرض والغلاف الجوي هو توازن الطاقة الإشعاعية في عمود عمودي من الغلاف الجوي بمقطع عرضي قدره 1 سم 2، يمتد من السطح النشط إلى الحد العلوي للغلاف الجوي. ويتكون الجزء الوارد منه من الإشعاع الشمسي الذي يمتصه السطح النشط والغلاف الجوي، ويتكون الجزء الخارج منه من ذلك الجزء من الإشعاع طويل الموجة لسطح الأرض والغلاف الجوي الذي يذهب إلى الفضاء الخارجي. يكون التوازن الإشعاعي لنظام الأرض والغلاف الجوي إيجابيا في المنطقة من خط عرض 30 درجة جنوبا إلى خط عرض 30 درجة شمالا، وعند خطوط العرض العليا يكون سلبيا

تعتبر دراسة التوازن الإشعاعي ذات أهمية عملية كبيرة، حيث يعد هذا التوازن أحد العوامل الرئيسية المكونة للمناخ. يعتمد النظام الحراري ليس فقط للتربة أو الخزان، ولكن أيضًا لطبقات الغلاف الجوي المجاورة لها على قيمته. إن معرفة التوازن الإشعاعي لها أهمية كبيرة عند حساب التبخر، عند دراسة مسألة تكوين وتحول الكتل الهوائية، عند النظر في تأثير الإشعاع على البشر والنباتات.

الصفحة 1 من 4

توزيع الحرارة والضوء على الأرض

الشمس هو نجم النظام الشمسيوالتي تعتبر مصدر لكميات هائلة من الحرارة والضوء المبهر لكوكب الأرض. على الرغم من أن الشمس تقع على مسافة كبيرة منا ولا يصل إلينا سوى جزء صغير من إشعاعها، فإن هذا يكفي لتطور الحياة على الأرض. يدور كوكبنا حول الشمس في مدار.

اشعاع شمسي

إذا قمت بمراقبة الأرض من مركبة فضائية طوال العام، فستلاحظ أن الشمس تضيء دائمًا نصف الأرض فقط، وبالتالي سيكون هناك نهار، وفي النصف المقابل في هذا الوقت سيكون هناك ليل. يتلقى سطح الأرض الحرارة خلال النهار فقط.

أرضنا تسخن بشكل غير متساو.

ويفسر التسخين غير المتساوي للأرض بشكلها الكروي، فتختلف زاوية سقوط شعاع الشمس في مناطق مختلفة، مما يعني أن أجزاء مختلفة من الأرض تتلقى كميات مختلفة من الحرارة. عند خط الاستواء، تسقط أشعة الشمس عموديًا، مما يؤدي إلى تسخين الأرض بشكل كبير. كلما ابتعدنا عن خط الاستواء، أصبحت زاوية سقوط الحزمة أصغر، وبالتالي قلت الحرارة التي تستقبلها هذه المناطق. يقوم شعاع من الإشعاع الشمسي بنفس القوة بتسخين منطقة أصغر بكثير عند خط الاستواء، لأنه يسقط عموديًا. بالإضافة إلى ذلك، فإن الأشعة التي تسقط بزاوية أصغر من خط الاستواء، تخترق الغلاف الجوي، وتمر عبره طريقة أطولونتيجة لذلك تتناثر بعض أشعة الشمس في طبقة التروبوسفير ولا تصل إلى سطح الأرض. كل هذا يدل على أنه مع البعد عن خط الاستواء نحو الشمال أو الجنوب تنخفض درجة حرارة الهواء، كما تقل زاوية سقوط شعاع الشمس.

23 4 التالي > إلى النهاية >>

الإشعاع الشمسي هو الإشعاع المميز لنجم نظامنا الكوكبي. الشمس هي النجم الرئيسي الذي تدور حوله الأرض والكواكب المجاورة لها. في الواقع، إنها كرة غازية ضخمة ساخنة، تنبعث منها باستمرار تيارات من الطاقة إلى الفضاء المحيط بها. وهذا ما يسمى الإشعاع. وفي الوقت نفسه، تعتبر هذه الطاقة القاتلة أحد العوامل الرئيسية التي تجعل الحياة ممكنة على كوكبنا. مثل كل شيء في هذا العالم، فإن فوائد ومضار الإشعاع الشمسي للحياة العضوية مترابطة بشكل وثيق.

لمحة عامة

لكي تفهم ما هو الإشعاع الشمسي، عليك أولاً أن تفهم ما هي الشمس. المصدر الرئيسي للحرارة الذي يوفر الظروف اللازمة للوجود العضوي على كوكبنا، في المساحات الكونية، ليس سوى نجم صغير على أطراف المجرة درب التبانة. لكن بالنسبة لأبناء الأرض، فإن الشمس هي مركز الكون الصغير. ففي النهاية، يدور كوكبنا حول كتلة الغاز هذه. تمنحنا الشمس الدفء والضوء، أي أنها توفر أشكالاً من الطاقة التي بدونها سيكون وجودنا مستحيلاً.

في العصور القديمة، كان مصدر الإشعاع الشمسي - الشمس - إلهًا، وهو موضوع يستحق العبادة. بدا المسار الشمسي عبر السماء للناس دليلاً واضحًا على إرادة الله. لقد جرت محاولات لفهم جوهر الظاهرة، وشرح ماهية هذا النجم، لفترة طويلة، وقد قدم كوبرنيكوس مساهمة كبيرة بشكل خاص فيها، حيث شكل فكرة مركزية الشمس، والتي كانت مختلفة بشكل لافت للنظر عن الفكرة المقبولة عمومًا مركزية الأرض في تلك الحقبة. ومع ذلك، فمن المعروف على وجه اليقين أنه حتى في العصور القديمة، فكر العلماء أكثر من مرة في ماهية الشمس، ولماذا هي مهمة جدًا لأي شكل من أشكال الحياة على كوكبنا، ولماذا تكون حركة هذا النجم هي بالضبط ما نراه هو - هي.

لقد جعل التقدم التكنولوجي من الممكن فهم ماهية الشمس بشكل أفضل، وما هي العمليات التي تحدث داخل النجم، على سطحه. لقد تعلم العلماء ما هو الإشعاع الشمسي، وكيف يؤثر الجسم الغازي على الكواكب الموجودة في منطقة تأثيره، وعلى وجه الخصوص، مناخ الأرض. الآن لدى البشرية قاعدة معرفية ضخمة بما يكفي لتقول بثقة: لقد أصبح من الممكن معرفة ماهية الإشعاع المنبعث من الشمس في جوهره، وكيفية قياس تدفق الطاقة هذا وكيفية صياغة ملامح تأثيره على أشكال مختلفة للحياة العضوية على الأرض.

حول المصطلحات

تم اتخاذ الخطوة الأكثر أهمية في إتقان جوهر المفهوم في القرن الماضي. عندها قام عالم الفلك البارز أ. إدنجتون بصياغة افتراض: يحدث الاندماج النووي الحراري في أعماق الشمس، مما يسمح بإطلاق كمية هائلة من الطاقة المنبعثة في الفضاء المحيط بالنجم. في محاولة لتقدير حجم الإشعاع الشمسي، تم بذل الجهود لتحديد المعلمات البيئية الفعلية على النجم. وبذلك تصل درجة حرارة النواة حسب العلماء إلى 15 مليون درجة. وهذا يكفي للتعامل مع التأثير التنافر المتبادل للبروتونات. يؤدي اصطدام الوحدات إلى تكوين نوى الهيليوم.

جذبت المعلومات الجديدة انتباه العديد من العلماء البارزين، بما في ذلك أ. أينشتاين. وفي محاولات تقدير كمية الإشعاع الشمسي، وجد العلماء أن نوى الهيليوم في كتلتها أقل من القيمة الإجمالية البالغة 4 بروتونات اللازمة للتكوين هيكل جديد. وهكذا تم التعرف على سمة من سمات التفاعلات تسمى "العيب الشامل". لكن في الطبيعة لا شيء يمكن أن يختفي دون أن يترك أثرا! وفي محاولة للعثور على القيم "المهربة"، قارن العلماء بين شفاء الطاقة وخصوصية التغيرات الجماعية. عندها كان من الممكن الكشف عن أن الفرق ينبعث من أشعة جاما.

تشق الأجسام المنبعثة طريقها من قلب نجمنا إلى سطحه عبر طبقات جوية غازية عديدة، مما يؤدي إلى تفتيت العناصر وتكوين الإشعاع الكهرومغناطيسي بناءً عليها. ومن أنواع الإشعاع الشمسي الأخرى الضوء الذي تراه العين البشرية. تشير التقديرات التقريبية إلى أن عملية مرور أشعة جاما تستغرق حوالي 10 ملايين سنة. ثماني دقائق أخرى - وتصل الطاقة المنبعثة إلى سطح كوكبنا.

كيف وماذا؟

الإشعاع الشمسي هو المجمع الكلي للإشعاع الكهرومغناطيسي، الذي له نطاق واسع إلى حد ما. ويشمل ذلك ما يسمى بالرياح الشمسية، أي تدفق الطاقة الذي يتكون من الإلكترونات وجزيئات الضوء. عند الطبقة الحدودية للغلاف الجوي لكوكبنا، يتم ملاحظة نفس شدة الإشعاع الشمسي باستمرار. طاقة النجم منفصلة، ​​ويتم نقلها من خلال الكميات، والفروق الدقيقة بين الجسيمات ضئيلة للغاية بحيث يمكن اعتبار الأشعة بمثابة موجات كهرومغناطيسية. وتوزيعها، كما وجد الفيزيائيون، يحدث بالتساوي وفي خط مستقيم. وبالتالي، من أجل وصف الإشعاع الشمسي، من الضروري تحديد الطول الموجي المميز له. بناءً على هذه المعلمة، من المعتاد التمييز بين عدة أنواع من الإشعاع:

• دافيء؛
• موجة راديو؛
• الضوء الابيض؛
• فوق بنفسجي؛
• جاما.
• الأشعة السينية.

من الأفضل تقدير نسبة الأشعة تحت الحمراء والمرئية والأشعة فوق البنفسجية على النحو التالي: 52%، 43%، 5%.

لإجراء تقييم كمي للإشعاع، من الضروري حساب كثافة تدفق الطاقة، أي كمية الطاقة التي تصل إلى مساحة محدودة من السطح في فترة زمنية معينة.

أظهرت الأبحاث أن الإشعاع الشمسي يمتصه الغلاف الجوي للكوكب في الغالب. بفضل هذا، يحدث التسخين إلى درجة حرارة مريحة للحياة العضوية المميزة للأرض. تسمح قشرة الأوزون الحالية بمرور جزء واحد فقط من مائة من الأشعة فوق البنفسجية. في هذه الحالة، يتم حظر الموجات القصيرة الطول التي تشكل خطورة على الكائنات الحية تمامًا. طبقات الغلاف الجوي قادرة على تشتيت ما يقرب من ثلث أشعة الشمس، ويتم امتصاص 20٪ أخرى. وبالتالي، لا يصل إلى سطح الكوكب أكثر من نصف إجمالي الطاقة. وهذه هي "البقايا" التي يطلق عليها العلم الإشعاع الشمسي المباشر.

ماذا عن مزيد من التفاصيل؟

هناك العديد من الجوانب التي تحدد مدى شدة الإشعاع المباشر. والأكثر أهمية هي زاوية الإصابة اعتمادا على خط العرض ( الخصائص الجغرافيةالمناطق على الكرة الأرضية)، الوقت من السنة الذي يحدد مدى المسافة إلى نقطة معينة من مصدر الإشعاع. يعتمد الكثير على خصائص الغلاف الجوي - مدى تلوثه، وعدد السحب الموجودة في لحظة معينة. وأخيرًا، تلعب طبيعة السطح الذي يسقط عليه الشعاع دورًا، وهو قدرته على عكس الموجات الواردة.

إجمالي الإشعاع الشمسي هو الكمية التي تجمع بين الأحجام المتناثرة والإشعاع المباشر. يتم تقدير المعلمة المستخدمة لتقييم الكثافة بالسعرات الحرارية لكل وحدة مساحة. وفي الوقت نفسه، تذكر أنه في أوقات مختلفة من اليوم تختلف القيم المميزة للإشعاع. بالإضافة إلى ذلك، لا يمكن توزيع الطاقة بالتساوي على سطح الكوكب. وكلما اقتربنا من القطب، زادت كثافته، بينما تكون الأغطية الثلجية عاكسة بشكل كبير، مما يعني عدم حصول الهواء على فرصة للتدفئة. وبالتالي، كلما ابتعدنا عن خط الاستواء، انخفض إجمالي إشعاع الموجة الشمسية.

كما اكتشف العلماء، فإن طاقة الإشعاع الشمسي لها تأثير خطير على مناخ الكواكب وتخضع النشاط الحيوي لمختلف الكائنات الحية الموجودة على الأرض. في بلدنا، وكذلك في أراضي أقرب جيراننا، وكذلك في البلدان الأخرى الواقعة في نصف الكرة الشمالي، في فصل الشتاء، تنتمي الحصة السائدة إلى الإشعاع المتناثر، ولكن في الصيف يهيمن الإشعاع المباشر.

موجات الأشعة تحت الحمراء

من إجمالي كمية الإشعاع الشمسي الإجمالي، تنتمي نسبة مثيرة للإعجاب إلى طيف الأشعة تحت الحمراء، وهو ما لا تراه العين البشرية. بسبب هذه الموجات، يتم تسخين سطح الكوكب، ويرسل تدريجيا طاقة حراريةالكتل الهوائية. وهذا يساعد في الحفاظ على مناخ مريح والحفاظ على الظروف الملائمة لوجود الحياة العضوية. إذا لم تحدث اضطرابات خطيرة، يبقى المناخ دون تغيير نسبيا، مما يعني أن جميع الكائنات يمكن أن تعيش في ظروفها المعتادة.

نجمنا ليس المصدر الوحيد لموجات الأشعة تحت الحمراء. إن الإشعاع المماثل هو سمة لأي جسم ساخن، بما في ذلك البطارية العادية في منزل الإنسان. تعمل العديد من الأجهزة على مبدأ إدراك الأشعة تحت الحمراء، مما يجعل من الممكن رؤية الأجسام الساخنة في الظلام أو غيرها من الظروف غير المريحة للعين. بالمناسبة، تلك التي أصبحت ذات شعبية كبيرة في مؤخراأجهزة مدمجة لتقييم مناطق المبنى التي يحدث فيها أكبر فقدان للحرارة. وتنتشر هذه الآليات بشكل خاص بين شركات البناء، وكذلك بين أصحاب المنازل الخاصة، لأنها تساعد في تحديد المناطق التي يتم من خلالها فقدان الحرارة، وتنظيم حمايتها ومنع استهلاك الطاقة غير الضروري.

لا تقلل من شأن تأثير الإشعاع الشمسي في طيف الأشعة تحت الحمراء على جسم الإنسان لمجرد أن أعيننا لا تستطيع رؤية مثل هذه الموجات. على وجه الخصوص، يتم استخدام الإشعاع بنشاط في الطب، لأنه يسمح بزيادة تركيز الكريات البيض نظام الدورة الدموية، وكذلك تطبيع تدفق الدم عن طريق زيادة شمعة الأوعية الدموية. تُستخدم الأجهزة المعتمدة على طيف الأشعة تحت الحمراء كوسيلة وقائية ضد أمراض الجلد وعلاج العمليات الالتهابية في الأشكال الحادة والمزمنة. تساعد أحدث الأدوية في التغلب على الندبات الغروانية والجروح الغذائية.

هذا مثير للاهتمام

واستنادا إلى دراسة عوامل الإشعاع الشمسي، كان من الممكن إنشاء أجهزة فريدة حقا تسمى المخططات الحرارية. إنها تجعل من الممكن اكتشاف الأمراض المختلفة في الوقت المناسب والتي لا يمكن اكتشافها بوسائل أخرى. هذه هي الطريقة التي يمكنك من خلالها العثور على السرطان أو جلطة الدم. الأشعة تحت الحمراء تحمي إلى حد ما من الأشعة فوق البنفسجية، التي تشكل خطورة على الحياة العضوية، مما جعل من الممكن استخدام موجات هذا الطيف لاستعادة صحة رواد الفضاء الذين كانوا في الفضاء لفترة طويلة.

لا تزال الطبيعة من حولنا غامضة حتى يومنا هذا، وهذا ينطبق أيضًا على الإشعاع ذو الأطوال الموجية المختلفة. وعلى وجه الخصوص، لم يتم بعد دراسة ضوء الأشعة تحت الحمراء بدقة. يعرف العلماء أن استخدامه غير السليم يمكن أن يسبب ضررا للصحة. وبالتالي، فمن غير المقبول استخدام المعدات التي تولد مثل هذا الضوء لعلاج المناطق الملتهبة القيحية والنزيف والأورام الخبيثة. يُمنع استخدام طيف الأشعة تحت الحمراء للأشخاص الذين يعانون من خلل في وظائف القلب والأوعية الدموية، بما في ذلك تلك الموجودة في الدماغ.

ضوء مرئي

أحد عناصر الإشعاع الشمسي الكلي هو الضوء المرئي للعين البشرية. تنتقل حزم الموجات في خطوط مستقيمة، بحيث لا تتداخل مع بعضها البعض. في وقت واحد أصبح هذا موضوع عدد كبير من الأعمال العلمية: شرع العلماء في فهم سبب وجود الكثير من الظلال حولنا. اتضح أن معلمات الإضاءة الرئيسية تلعب دورًا:

• الانكسار.
• انعكاس؛
• استيعاب.

وكما وجد العلماء، فإن الأجسام ليست قادرة على أن تكون في حد ذاتها مصادر للضوء المرئي، ولكن يمكنها امتصاص الإشعاع وعكسه. تختلف زوايا الانعكاس وترددات الموجات. على مدار قرون عديدة، تحسنت قدرة الشخص على الرؤية تدريجيًا، ولكن بعض القيود ترجع إلى البنية البيولوجية للعين: شبكية العين يمكنها أن ترى فقط أشعة معينة من موجات الضوء المنعكسة. هذا الإشعاع عبارة عن فجوة صغيرة بين الموجات فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء.

لم تصبح العديد من سمات الضوء الغريبة والغامضة موضوعًا للعديد من الأعمال فحسب، بل أصبحت أيضًا الأساس لظهور نظام بدني جديد. وفي الوقت نفسه ظهرت ممارسات ونظريات غير علمية يعتقد أتباعها أن اللون يمكن أن يؤثر الحالة الفيزيائيةشخص، نفسية. بناءً على هذه الافتراضات، يحيط الناس أنفسهم بالأشياء الأكثر إرضاءً لعينهم، مما يجعل الحياة اليومية أكثر راحة.

فوق بنفسجي

هناك جانب لا يقل أهمية عن إجمالي الإشعاع الشمسي وهو الأشعة فوق البنفسجية، التي تتكون من موجات ذات أطوال كبيرة ومتوسطة وقصيرة. وهي تختلف عن بعضها البعض في المعلمات الفيزيائية وفي خصائص تأثيرها على أشكال الحياة العضوية. فالموجات فوق البنفسجية الطويلة، على سبيل المثال، تنتشر في الغالب في طبقات الغلاف الجوي، ولا يصل إلى سطح الأرض إلا نسبة قليلة منها. كلما كان الطول الموجي أقصر، كلما كان هذا الإشعاع أعمق يمكن أن يخترق جلد الإنسان (وليس فقط).

فمن ناحية، تعتبر الأشعة فوق البنفسجية خطيرة، ولكن بدونها يكون وجود حياة عضوية متنوعة مستحيلا. هذا الإشعاع هو المسؤول عن تكوين الكالسيفيرول في الجسم، وهذا العنصر ضروري لبناء أنسجة العظام. يعد طيف الأشعة فوق البنفسجية وسيلة وقاية قوية من الكساح والداء العظمي الغضروفي، وهو أمر مهم بشكل خاص في طفولة. وبالإضافة إلى ذلك، مثل هذا الإشعاع:

• تطبيع عملية التمثيل الغذائي.
• ينشط إنتاج الإنزيمات الأساسية.
• يعزز عمليات التجدد.
• يحفز تدفق الدم.
• يوسع الأوعية الدموية.
• يحفز جهاز المناعة.
• يؤدي إلى تكوين الإندورفين، مما يعني انخفاض الإثارة العصبية.

لكن على الصعيد الاخر

وقد ذكرنا أعلاه أن إجمالي الإشعاع الشمسي هو كمية الإشعاع التي تصل إلى سطح الكوكب وتنتشر في الغلاف الجوي. وعليه فإن عنصر هذا الحجم هو الأشعة فوق البنفسجية بجميع أطوالها. ويجب أن نتذكر أن هذا العامل له تأثيرات إيجابية وسلبية على الحياة العضوية. حمامات الشمس، على الرغم من أنها مفيدة في كثير من الأحيان، يمكن أن تكون مصدرا للمخاطر الصحية. التعرض المفرط لأشعة الشمس المباشرة، خاصة في ظروف النشاط الشمسي المتزايد، ضار وخطير. تؤدي التأثيرات طويلة المدى على الجسم بالإضافة إلى النشاط الإشعاعي العالي جدًا إلى:

• الحروق والاحمرار.
• تورم؛
• احتقان؛
• حرارة؛
• غثيان؛
• القيء.

يثير التشعيع فوق البنفسجي المطول اضطرابات في الشهية وعمل الجهاز العصبي المركزي والجهاز المناعي. بالإضافة إلى ذلك، بدأ رأسي يؤلمني. الأعراض الموصوفة هي المظاهر الكلاسيكية لضربة الشمس. لا يستطيع الشخص نفسه أن يدرك دائمًا ما يحدث - فالحالة تتفاقم تدريجيًا. إذا لاحظت أن أحد الأشخاص القريبين يشعر بالمرض، فيجب تقديم الإسعافات الأولية. المخطط هو كما يلي:

• المساعدة في الانتقال من الضوء المباشر إلى مكان بارد ومظلل؛
• ضع المريض على ظهره بحيث تكون ساقيه أعلى من رأسه (وهذا سوف يساعد على تطبيع تدفق الدم)؛
• برد رقبتك ووجهك بالماء، وضع كمادة باردة على جبهتك؛
• قم بفك ربطة عنقك وحزامك وخلع الملابس الضيقة ؛
• بعد نصف ساعة من الهجوم، أعط الماء البارد (كمية صغيرة) للشرب.

إذا فقدت الضحية وعيها، فمن المهم طلب المساعدة على الفور من الطبيب. سيقوم فريق الإسعاف بنقل الشخص إلى مكان آمن وإعطاء حقنة من الجلوكوز أو فيتامين C. ويتم إعطاء الدواء في الوريد.

كيف تان بشكل صحيح؟

لكي لا تتعلم من تجربتك الخاصة مدى إزعاج الكمية المفرطة من الإشعاع الشمسي الناتج عن الدباغة، من المهم اتباع قواعد قضاء الوقت الآمن في الشمس. يبدأ الضوء فوق البنفسجي في إنتاج الميلانين، وهو الهرمون الذي يساعد الجلد على حماية نفسه من التأثيرات السلبية للموجات. تحت تأثير هذه المادة يصبح الجلد أغمق ويتحول لونه إلى البرونزي. وحتى يومنا هذا، لا يزال الجدل مستمرًا حول مدى فائدة وضررها للإنسان.

من ناحية، الدباغة هي محاولة من قبل الجسم لحماية نفسه من التعرض المفرط للإشعاع. وهذا يزيد من احتمالية تكوين الأورام الخبيثة. من ناحية أخرى، تعتبر الدباغة عصرية وجميلة. لتقليل المخاطر على نفسك، من الحكمة، قبل البدء في إجراءات الشاطئ، أن تفهم سبب خطورة كمية الإشعاع الشمسي التي يتم تلقيها أثناء حمامات الشمس، وكيفية تقليل المخاطر على نفسك. لجعل التجربة ممتعة قدر الإمكان، يجب على المتشمسين:

• لشرب الكثير من الماء.
• استخدام منتجات حماية الجلد.
• أخذ حمام شمس في المساء أو في الصباح.
• لا تقضي أكثر من ساعة في ضوء الشمس المباشر؛
• لا تشرب الكحول؛
• قم بتضمين الأطعمة الغنية بالسيلينيوم والتوكوفيرول والتيروزين في القائمة. لا تنسى البيتا كاروتين.

إن أهمية الإشعاع الشمسي لجسم الإنسان كبيرة للغاية، ولا ينبغي إغفال جوانبها الإيجابية والسلبية. يجب أن ندرك أن الأشخاص المختلفين لديهم تفاعلات كيميائية حيوية ذات خصائص فردية، لذا فإن حمامات الشمس لمدة نصف ساعة يمكن أن تكون خطيرة بالنسبة للبعض. معقول من قبل موسم الشاطئاستشارة الطبيب وتقييم نوع وحالة الجلد. وهذا سوف يساعد على منع الضرر بالصحة.

إذا كان ذلك ممكنا، يجب عليك تجنب الدباغة في سن الشيخوخة، خلال فترة الحمل. لا يتم الجمع بين أمراض السرطان والاضطرابات العقلية وأمراض الجلد وعدم كفاية أداء القلب مع حمامات الشمس.

إجمالي الإشعاع: أين النقص؟

إن عملية توزيع الإشعاع الشمسي مثيرة للاهتمام للغاية. كما ذكر أعلاه، يمكن لحوالي نصف الموجات فقط أن تصل إلى سطح الكوكب. أين يذهب الباقي؟ تلعب طبقات الغلاف الجوي المختلفة والجزيئات المجهرية التي تتشكل منها دورًا. كما ذكرنا، تمتص طبقة الأوزون جزءًا مثيرًا للإعجاب - وهي جميعها موجات يقل طولها عن 0.36 ميكرون. بالإضافة إلى ذلك، فإن الأوزون قادر على امتصاص بعض أنواع الموجات من الطيف المرئي للعين البشرية، أي في نطاق 0.44-1.18 ميكرون.

يتم امتصاص الضوء فوق البنفسجي إلى حد ما بواسطة طبقة الأكسجين. وهذا أمر نموذجي بالنسبة للإشعاع بطول موجة يتراوح بين 0.13 و0.24 ميكرون. يمكن لثاني أكسيد الكربون وبخار الماء امتصاص نسبة صغيرة من طيف الأشعة تحت الحمراء. يمتص الهباء الجوي جزءًا (طيف الأشعة تحت الحمراء) من إجمالي كمية الإشعاع الشمسي.

وتنتشر الموجات من الفئة القصيرة في الغلاف الجوي بسبب وجود الجزيئات المجهرية غير المتجانسة والهباء الجوي والسحب. العناصر غير المتجانسة، الجسيمات التي تكون أبعادها أصغر من الطول الموجي، تثير التشتت الجزيئي، وتتميز العناصر الأكبر حجمًا بالظاهرة الموصوفة بواسطة المؤشر، أي الهباء الجوي.

وتصل الكمية المتبقية من الإشعاع الشمسي إلى سطح الأرض. فهو يجمع بين الإشعاع المباشر والإشعاع المتناثر.

الإشعاع الكلي: جوانب مهمة

القيمة الإجمالية هي كمية الإشعاع الشمسي الذي تتلقاه المنطقة، وكذلك امتصاصه في الغلاف الجوي. إذا لم تكن هناك غيوم في السماء، فإن المبلغ الإجمالي للإشعاع يعتمد على خط عرض المنطقة، والارتفاع الجرم السماويونوع سطح الأرض في هذه المنطقة وكذلك مستوى شفافية الهواء. كلما زاد عدد جزيئات الهباء الجوي المنتشرة في الغلاف الجوي، انخفض الإشعاع المباشر، لكن نسبة الإشعاع المتناثر تزداد. وفي العادة، في حالة عدم وجود السحب، يشكل الإشعاع المتناثر ربع إجمالي الإشعاع.

بلدنا هو أحد البلدان الشمالية، لذلك معظم أيام السنة المناطق الجنوبيةالإشعاع أكبر بكثير مما هو عليه في المناطق الشمالية. ويرجع ذلك إلى موقع النجم في السماء. لكن الفترة الزمنية القصيرة من مايو إلى يوليو هي فترة فريدة من نوعها، حتى في الشمال، حيث يكون إجمالي الإشعاع مثيرًا للإعجاب للغاية، نظرًا لأن الشمس مرتفعة في السماء، ومدة ساعات النهار أطول من الأشهر الأخرى من العام. سنة. علاوة على ذلك، في المتوسط، في النصف الآسيوي من البلاد، في غياب السحب، يكون إجمالي الإشعاع أكثر أهمية مما هو عليه في الغرب. الحد الأقصى لقوة الإشعاع الموجي يحدث في منتصف النهار، والحد الأقصى السنوي يحدث في يونيو، عندما تكون الشمس في أعلى مستوياتها في السماء.

إجمالي الإشعاع الشمسي هو كمية الطاقة الشمسية التي تصل إلى كوكبنا. يجب أن نتذكر أن العوامل الجوية المختلفة تؤدي إلى حقيقة أن الكمية السنوية للإشعاع الإجمالي أقل مما يمكن أن تكون. أكثر فرق كبيربين ما يتم ملاحظته فعليًا والحد الأقصى الممكن هو أمر معتاد في مناطق الشرق الأقصى فترة الصيف. تثير الرياح الموسمية سحبًا كثيفة للغاية، وبالتالي يتم تقليل إجمالي الإشعاع بمقدار النصف تقريبًا.

أتحرق شوقا لاعرف

أعلى نسبةوقد تم بالفعل ملاحظة أقصى قدر ممكن من التعرض للطاقة الشمسية (لكل 12 شهرًا) في جنوب البلاد. الرقم يصل إلى 80٪.

لا تؤدي الغيوم دائمًا إلى نفس الكمية من تشتت الإشعاع الشمسي. يلعب شكل السحب وملامح القرص الشمسي في لحظة معينة دورًا. وإذا كان مفتوحاً فإن الغيوم تسبب انخفاضاً في الإشعاع المباشر، بينما يزداد الإشعاع المتفرق بشكل حاد.

قد تكون هناك أيضًا أيام يكون فيها الإشعاع المباشر بنفس قوة الإشعاع المتناثر تقريبًا. وقد تكون القيمة الإجمالية اليومية أكبر من خاصية الإشعاع ليوم خالٍ تمامًا من الغيوم.

عند الحساب لمدة 12 شهرا، يجب إيلاء اهتمام خاص للظواهر الفلكية لأنها تحدد المؤشرات الرقمية العامة. في الوقت نفسه، تؤدي الغيوم إلى حقيقة أن الحد الأقصى للإشعاع قد يتم ملاحظته بالفعل ليس في يونيو، ولكن قبل شهر أو بعده.

الإشعاع في الفضاء

من حدود الغلاف المغناطيسي لكوكبنا وإلى أبعد من ذلك الفضاء الخارجييصبح الإشعاع الشمسي عاملاً مرتبطًا بالخطر المميت على البشر. في عام 1964، تم نشر عمل علمي شعبي مهم حول طرق الحماية. مؤلفوها هم العلماء السوفييت كامانين وبوبنوف. من المعروف أنه بالنسبة للشخص، يجب ألا تزيد جرعة الإشعاع في الأسبوع عن 0.3 رونتجن، بينما لمدة عام - في حدود 15 ر. بالنسبة للتعرض قصير المدى، فإن الحد الأقصى للشخص هو 600 ر. في ظروف النشاط الشمسي غير المتوقع، قد يكون مصحوبًا بتعرض كبير لرواد الفضاء، الأمر الذي يتطلب اتخاذ تدابير وقائية إضافية ضد موجات ذات أطوال مختلفة.

لقد مر أكثر من عقد من الزمن على بعثات أبولو، تم خلالها اختبار طرق الحماية ودراسة العوامل المؤثرة على صحة الإنسان، لكن حتى يومنا هذا لم يتمكن العلماء من إيجاد طرق فعالة وموثوقة للتنبؤ بالعواصف الجيومغناطيسية. يمكنك إجراء توقعات على أساس الساعات، وأحيانًا لعدة أيام، ولكن حتى بالنسبة للافتراض الأسبوعي، فإن فرص التنفيذ لا تزيد عن 5٪. تعتبر الرياح الشمسية ظاهرة لا يمكن التنبؤ بها. مع احتمال واحد من كل ثلاثة، قد يجد رواد الفضاء الذين ينطلقون في مهمة جديدة أنفسهم تحت تيارات قوية من الإشعاع. وهذا ما يجعل مسألة البحث والتنبؤ بخصائص الإشعاع وتطوير طرق الحماية منه أكثر أهمية.

اشعاع شمسي

اشعاع شمسي

الإشعاع الكهرومغناطيسي المنبعث من الشمس ويدخل الغلاف الجوي للأرض. تتركز أطوال موجات الإشعاع الشمسي في المدى من 0.17 إلى 4 ميكرون وبحد أقصى. بطول موجي 0.475 ميكرون. نعم. 48% من طاقة الإشعاع الشمسي تقع على الجزء المرئي من الطيف (الطول الموجي من 0.4 إلى 0.76 ميكرون)، و45% على الأشعة تحت الحمراء (أكثر من 0.76 ميكرون)، و7% على الأشعة فوق البنفسجية (أقل من 0.4 ميكرومتر). الإشعاع الشمسي هو الرئيسي مصدر للطاقة للعمليات في الغلاف الجوي والمحيطات والمحيط الحيوي وما إلى ذلك. ويتم قياسها بوحدات الطاقة لكل وحدة مساحة لكل وحدة زمنية، على سبيل المثال. ث / م². الإشعاع الشمسي في الحدود العليا للغلاف الجوي يوم الأربعاء. تسمى مسافة الأرض من الشمس ثابت الشمسيةويقدر بحوالي 1382 واط/م². يتغير الإشعاع الشمسي، الذي يمر عبر الغلاف الجوي للأرض، في شدته وتركيبه الطيفي بسبب امتصاصه وتشتته على جزيئات الهواء والشوائب الغازية والهباء الجوي. على سطح الأرض، يقتصر طيف الإشعاع الشمسي على 0.29-2.0 ميكرومتر، وتنخفض شدته بشكل كبير اعتمادًا على محتوى الشوائب والارتفاع والغطاء السحابي. الإشعاع المباشر، الذي يضعف عند المرور عبر الغلاف الجوي، وكذلك الإشعاع المتناثر، الذي يتشكل عندما ينتشر الخط المباشر في الغلاف الجوي، ويصل إلى سطح الأرض. ينعكس جزء من الإشعاع الشمسي المباشر من سطح الأرض ومن السحب وينطلق إلى الفضاء؛ كما يتسرب الإشعاع المتناثر جزئيًا إلى الفضاء. أما باقي الإشعاع الشمسي فهو بشكل رئيسي يتحول إلى حرارة، مما يؤدي إلى تسخين سطح الأرض والهواء جزئيًا. الإشعاع الشمسي، أي، هو أحد العناصر الرئيسية. مكونات التوازن الإشعاعي

جغرافية. الموسوعة المصورة الحديثة. - م: روسمان. تم تحريره بواسطة البروفيسور. أ.ب.جوركينا. 2006 .

انظر ما هو "الإشعاع الشمسي" في القواميس الأخرى:

الإشعاع الكهرومغناطيسي والجسيمي للشمس. يغطي الإشعاع الكهرومغناطيسي نطاق الطول الموجي من أشعة جاما إلى موجات الراديو، وتقع طاقته القصوى في الجزء المرئي من الطيف. المكون الجسيمي للشمس.... كبير القاموس الموسوعي

اشعاع شمسي- التدفق الكلي للإشعاع الكهرومغناطيسي المنبعث من الشمس والمتساقط على الأرض... قاموس الجغرافيا

ولهذا المصطلح معاني أخرى، انظر الإشعاع (المعاني). تفتقر هذه المقالة إلى روابط لمصادر المعلومات. يجب أن تكون المعلومات قابلة للتحقق منها، وإلا فقد يتم التشكيك فيها... ويكيبيديا

جميع العمليات التي تجري على سطح الكرة الأرضية، مهما كانت، مصدرها الطاقة الشمسية. هل يتم دراسة عمليات ميكانيكية بحتة، عمليات كيميائية في الهواء أو الماء أو التربة أو عمليات فسيولوجية أو أي شيء آخر... ... القاموس الموسوعي ف. بروكهاوس وآي. إيفرون

الإشعاع الكهرومغناطيسي والجسيمي للشمس. يغطي الإشعاع الكهرومغناطيسي نطاق الطول الموجي من أشعة جاما إلى موجات الراديو، وتقع طاقته القصوى في الجزء المرئي من الطيف. المكون الجسيمي للشمس.... القاموس الموسوعي

اشعاع شمسي- حالة Saulės spinduliuotė T sritis fizika atitikmenys: engl. الإشعاع الشمسي Sonnenstrahlung، f rus. الإشعاع الشمسي، ن؛ الإشعاع الشمسي، و؛ الإشعاع الشمسي، ن برانك. rayonnement solaire, m… Fizikos terminų žodynas

اشعاع شمسي- حالة مغزلية شاولي البيئية وخصائصها في الغلاف الجوي الكهرومغناطيسي لسول (الأشعة تحت الحمراء 0.76 نانومتر فوق 45%، الأشعة فوق البنفسجية 0.38-0.76 نانومتر – 48%، الأشعة فوق البنفسجية 0.38 نانومتر – 7%) šviesos، radijo Bangų، gama kvantų ir… ... تنتهي البيئة البيئية بحياة جديدة

الإشعاع من الشمس ذو الطبيعة الكهرومغناطيسية والجسيمية. ريال سعودى. المصدر الرئيسي للطاقة لمعظم العمليات التي تحدث على الأرض. جسيمي S. r. تتكون أساسًا من البروتونات، التي تبلغ سرعتها بالقرب من الأرض 300-1500. الموسوعة السوفيتية الكبرى

بريد إلكتروني ماج. والإشعاع الجسيمي من الشمس. بريد إلكتروني ماج. يغطي الإشعاع مجموعة من الأطوال الموجية من إشعاع جاما إلى موجات الراديو وطاقتها. الحد الأقصى يقع على الجزء المرئي من الطيف. المكون الجسيمي لـ S. r. يتكون من الفصل. وصول. من… … علم الطبيعة. القاموس الموسوعي

الإشعاع الشمسي المباشر- الإشعاع الشمسي القادم مباشرة من القرص الشمسي... قاموس الجغرافيا

كتب

• الإشعاع الشمسي ومناخ الأرض، فيدوروف فاليري ميخائيلوفيتش. يعرض الكتاب نتائج دراسات الاختلافات في تشميس الأرض المرتبط بالعمليات الميكانيكية السماوية. يتم تحليل التغيرات ذات التردد المنخفض والعالي التردد في المناخ الشمسي ...

النظافة العامة. الإشعاع الشمسي وأهميته الصحية.

ونعني بالإشعاع الشمسي كامل تدفق الإشعاع المنبعث من الشمس، وهو عبارة عن تذبذبات كهرومغناطيسية ذات أطوال موجية مختلفة. من وجهة نظر صحية، فإن الجزء البصري من ضوء الشمس، الذي يشغل النطاق من 280 إلى 2800 نانومتر، له أهمية خاصة. الموجات الأطول هي موجات الراديو، والأقصر هي أشعة جاما، والإشعاعات المؤينة لا تصل إلى سطح الأرض لأنها محفوظة في الطبقات العليا من الغلاف الجوي، وفي طبقة الأوزون على وجه الخصوص. يتوزع الأوزون في جميع أنحاء الغلاف الجوي، ولكنه يشكل طبقة الأوزون على ارتفاع حوالي 35 كم.

وتعتمد شدة الإشعاع الشمسي في المقام الأول على ارتفاع الشمس فوق الأفق. فإذا كانت الشمس في ذروتها فإن المسار الذي تسلكه أشعة الشمس سيكون أقصر بكثير من مسارها إذا كانت الشمس في الأفق. وبزيادة المسار، تتغير شدة الإشعاع الشمسي. كما تعتمد شدة الإشعاع الشمسي على الزاوية التي تسقط عليها أشعة الشمس، وتعتمد على ذلك أيضًا المساحة المضيئة (كلما زادت زاوية السقوط زادت مساحة الإضاءة). وهكذا يسقط نفس الإشعاع الشمسي على سطح أكبر فتقل شدته. تعتمد شدة الإشعاع الشمسي على كتلة الهواء التي تمر عبرها أشعة الشمس. وستكون شدة الإشعاع الشمسي في الجبال أعلى منها فوق مستوى سطح البحر، لأن طبقة الهواء التي تمر عبرها أشعة الشمس ستكون أقل منها فوق مستوى سطح البحر. ومما له أهمية خاصة التأثير على شدة الإشعاع الشمسي من خلال حالة الغلاف الجوي وتلوثه. إذا كان الجو ملوثا، فإن شدة الإشعاع الشمسي تنخفض (في المدينة، تكون شدة الإشعاع الشمسي في المتوسط ​​\u200b\u200b12٪ أقل مما كانت عليه في المناطق الريفية). يحتوي جهد الإشعاع الشمسي على خلفية يومية وسنوية، أي أن جهد الإشعاع الشمسي يتغير على مدار اليوم، ويعتمد أيضًا على الوقت من العام. يتم ملاحظة أعلى كثافة للإشعاع الشمسي في الصيف، والأدنى في الشتاء. من حيث تأثيره البيولوجي، فإن الإشعاع الشمسي غير متجانس: فقد اتضح أن كل طول موجي له تأثير مختلف على جسم الإنسان. وفي هذا الصدد، ينقسم الطيف الشمسي تقليديًا إلى ثلاثة أقسام:

1. الأشعة فوق البنفسجية، من 280 إلى 400 نانومتر

2. الطيف المرئي من 400 إلى 760 نانومتر

3. الأشعة تحت الحمراء من 760 إلى 2800 نانومتر.

مع الإشعاع الشمسي اليومي والسنوي، يتغير تكوين وشدة الأطياف الفردية. تخضع أشعة الطيف فوق البنفسجية لأكبر التغييرات.

نقوم بتقدير شدة الإشعاع الشمسي بناءً على ما يسمى بالثابت الشمسي. الثابت الشمسي هو مقدار الطاقة الشمسية المتلقاة لكل وحدة زمنية لكل وحدة مساحة تقع عند الحد العلوي للغلاف الجوي بزوايا قائمة لأشعة الشمس على متوسط ​​مسافة الأرض من الشمس. تم قياس هذا الثابت الشمسي عبر الأقمار الصناعية وهو يساوي 1.94 سعر حراري/سم2

في الدقيقة عند المرور عبر الغلاف الجوي، تضعف أشعة الشمس بشكل كبير - متناثرة، تنعكس، ممتصة. في المتوسط، في ظل جو نظيف على سطح الأرض، تبلغ كثافة الإشعاع الشمسي 1.43 - 1.53 سعرة حرارية/سم2 في الدقيقة.

كثافة الأشعة الشمسية عند الظهر في مايو في يالطا هي 1.33، في موسكو 1.28، في إيركوتسك 1.30، في طشقند 1.34.

الأهمية البيولوجية للجزء المرئي من الطيف.

الجزء المرئي من الطيف هو مصدر إزعاج محدد لجهاز الرؤية. يعد الضوء شرطًا ضروريًا لعمل العين، وهي عضو الحواس الأكثر دقة وحساسية. يوفر الضوء ما يقرب من 80٪ من المعلومات حول العالم الخارجي. هذا هو التأثير المحدد للضوء المرئي، ولكنه أيضًا التأثير البيولوجي العام للضوء المرئي: فهو يحفز النشاط الحيوي للجسم، ويعزز عملية التمثيل الغذائي، ويحسن الرفاهية العامة، ويؤثر على المجال النفسي والعاطفي، ويزيد الأداء. الضوء يجعل البيئة أكثر صحة. مع نقص الضوء الطبيعي، تحدث تغييرات في جهاز الرؤية. وسرعان ما يبدأ التعب، وينخفض ​​الأداء، وتزداد الإصابات المرتبطة بالعمل. لا يتأثر الجسم بالإضاءة فحسب، بل إن الألوان المختلفة أيضًا لها تأثيرات مختلفة على الحالة النفسية والعاطفية. أفضل أداءتم تنفيذ العمل باستخدام المستحضر تحت الإضاءة الصفراء والبيضاء. من الناحية الفسيولوجية النفسية، تعمل الألوان بشكل معاكس لبعضها البعض. وفي هذا الصدد تم تشكيل مجموعتين من الألوان:
1) الألوان الدافئة - الأصفر والبرتقالي والأحمر. 2) النغمات الباردة - الأزرق والأزرق والبنفسجي. النغمات الباردة والدافئة لها تأثيرات فسيولوجية مختلفة على الجسم. تعمل النغمات الدافئة على زيادة توتر العضلات وزيادة ضغط الدم وزيادة معدل التنفس. على العكس من ذلك، تعمل النغمات الباردة على خفض ضغط الدم وإبطاء إيقاع القلب والتنفس. غالبًا ما يستخدم هذا في الممارسة العملية: بالنسبة للمرضى الذين يعانون من ارتفاع درجات الحرارة، فإن الأجنحة المطلية باللون الأرجواني هي الأكثر ملاءمة، كما تعمل المغرة الداكنة على تحسين صحة المرضى الذين يعانون من انخفاض ضغط الدم. اللون الأحمر يزيد الشهية. علاوة على ذلك، يمكن زيادة فعالية الدواء عن طريق تغيير لون القرص. تم إعطاء المرضى الذين يعانون من اضطرابات الاكتئاب نفس الدواء في أقراص بألوان مختلفة: الأحمر والأصفر والأخضر. العلاج بالأقراص الصفراء حقق أفضل النتائج.

يُستخدم اللون كحامل للمعلومات المشفرة، على سبيل المثال في الإنتاج للإشارة إلى الخطر. يوجد معيار مقبول عمومًا لألوان تحديد الإشارة: الأخضر - الماء، الأحمر - البخار، الأصفر - الغاز، البرتقالي - الأحماض، الأرجواني - القلويات، البني - السوائل والزيوت القابلة للاشتعال، الأزرق - الهواء، الرمادي - أخرى.

من الناحية الصحية، يتم تقييم الجزء المرئي من الطيف وفقًا للمؤشرات التالية: يتم تقييم الإضاءة الطبيعية والاصطناعية بشكل منفصل. يتم تقييم الإضاءة الطبيعية وفقًا لمجموعتين من المؤشرات: المادية والإضاءة. المجموعة الأولى تشمل:

1. معامل الضوء - يميز نسبة مساحة السطح الزجاجي للنوافذ إلى مساحة الأرضية.

2. زاوية السقوط - تحدد الزاوية التي تسقط بها الأشعة. وفقًا للقاعدة، يجب أن تكون زاوية الإصابة الدنيا 270 درجة على الأقل.

3. زاوية الثقب - تميز الإضاءة بالنور السماوي (يجب أن لا تقل عن 50). في الطوابق الأولى من منازل لينينغراد - الآبار، هذه الزاوية غائبة عمليا.

4. عمق الغرفة هو نسبة المسافة من الحافة العلوية للنافذة إلى الأرض إلى عمق الغرفة (المسافة من الجدار الخارجي إلى الجدار الداخلي).

مؤشرات الإضاءة هي مؤشرات يتم تحديدها باستخدام جهاز - مقياس لوكس. يتم قياس الإضاءة المطلقة والنسبية. الإضاءة المطلقة هي الإضاءة في الشارع. يتم تعريف معامل الإضاءة (KEO) على أنه نسبة الإضاءة النسبية (تقاس بنسبة الإضاءة النسبية (المقاسة في الغرفة) إلى المطلقة، معبرًا عنها بنسبة٪. يتم قياس الإضاءة في الغرفة في مكان العمل. مبدأ تشغيل مقياس لوكس هو أن الجهاز يحتوي على خلية ضوئية حساسة (السيلينيوم - حيث أن السيلينيوم قريب من الحساسية للعين البشرية).يمكن تحديد الإضاءة التقريبية في الشارع باستخدام الرسم البياني للمناخ الخفيف.

لتقييم الإضاءة الاصطناعية للمباني، من المهم السطوع، ونقص النبض، واللون، وما إلى ذلك.

الأشعة تحت الحمراء. التأثير البيولوجي الرئيسي لهذه الأشعة هو التأثير الحراري، ويعتمد هذا التأثير أيضًا على الطول الموجي. تحمل الأشعة القصيرة طاقة أكبر، لذا فهي تخترق أعمق ولها تأثير حراري قوي. يمارس القسم الطويل تأثيره الحراري على السطح. ويستخدم هذا في العلاج الطبيعي لتدفئة المناطق على أعماق مختلفة.

من أجل قياس الأشعة تحت الحمراء، يوجد جهاز - مقياس الأكتينوميتر. يتم قياس الأشعة تحت الحمراء بالسعرات الحرارية لكل سم2\دقيقة. لوحظت الآثار الضارة للأشعة تحت الحمراء في المحلات التجارية الساخنة، حيث يمكن أن تؤدي إلى أمراض مهنية - إعتام عدسة العين (تعتيم العدسة). يحدث إعتام عدسة العين بسبب الأشعة تحت الحمراء القصيرة. الإجراء الوقائي هو استخدام النظارات الواقية والملابس الواقية.

ملامح تأثير الأشعة تحت الحمراء على الجلد: حدوث حروق - حمامي. يحدث بسبب التمدد الحراري للأوعية الدموية. خصوصيتها هي أن لها حدود مختلفة وتظهر على الفور.

بسبب عمل الأشعة تحت الحمراء، يمكن أن تحدث حالتان للجسم: ضربة الشمس وضربة الشمس. ضربة الشمس هي نتيجة التعرض المباشر لأشعة الشمس على جسم الإنسان، ويتسبب ذلك بشكل رئيسي في تلف الجهاز العصبي المركزي. تؤثر ضربة الشمس على أولئك الذين يقضون ساعات طويلة متتالية تحت أشعة الشمس الحارقة ورؤوسهم مكشوفة. يتم تسخين السحايا.

تحدث ضربة الشمس بسبب ارتفاع درجة حرارة الجسم. يمكن أن يحدث ذلك لأولئك الذين يقومون بعمل بدني شاق في غرفة حارة أو في طقس حار. وكانت ضربات الشمس شائعة بشكل خاص بين أفرادنا العسكريين في أفغانستان.

بالإضافة إلى مقاييس الأكتينوميتر المستخدمة في قياس الأشعة تحت الحمراء، هناك أنواع مختلفة من مقاييس الهرم. أساس هذا العمل هو امتصاص الجسم الأسود للطاقة الإشعاعية. تتكون الطبقة المستقبلة من صفائح سوداء وبيضاء، والتي، اعتمادا على الأشعة تحت الحمراء، تسخن بشكل مختلف. يتم توليد تيار على العمود الحراري ويتم تسجيل شدة الأشعة تحت الحمراء. نظرًا لأن شدة الأشعة تحت الحمراء مهمة في ظروف الإنتاج، فهناك معايير للأشعة تحت الحمراء للمحلات الساخنة لتجنب التأثيرات الضارة على جسم الإنسان، على سبيل المثال، في ورشة دلفنة الأنابيب يكون المقعد 1.26 - 7.56، وصهر الحديد 12.25 . مستويات الإشعاع التي تتجاوز 3.7 تعتبر كبيرة وتتطلب إجراءات وقائية - تطبيق شاشات الحماية, ستائر مائية , ملابس العمل .

الأشعة فوق البنفسجية (UV).

هذا هو الجزء الأكثر نشاطًا بيولوجيًا في الطيف الشمسي. كما أنها غير متجانسة. وفي هذا الصدد، يتم التمييز بين الأشعة فوق البنفسجية ذات الموجة الطويلة والموجة القصيرة. الأشعة فوق البنفسجية تعزز الدباغة. عندما تدخل الأشعة فوق البنفسجية إلى الجلد، يتم تشكيل مجموعتين من المواد: 1) مواد محددة، وتشمل فيتامين د، 2) مواد غير محددة - الهستامين، أستيل كولين، الأدينوزين، أي منتجات انهيار البروتين. يعود تأثير الدباغة أو الحمامي إلى التأثير الكيميائي الضوئي - فالهستامين والمواد النشطة بيولوجيًا الأخرى تعزز توسع الأوعية. خصوصية هذه الحمامي هي أنها لا تظهر على الفور. الحمامي لها حدود محددة بوضوح. تؤدي الحمامي فوق البنفسجية دائمًا إلى سمرة أكثر أو أقل وضوحًا، اعتمادًا على كمية الصبغة الموجودة في الجلد. لم يتم بعد دراسة آلية عمل الدباغة بشكل كافٍ. يُعتقد أن الحمامي الأول يحدث، ويتم إطلاق مواد غير محددة مثل الهيستامين، ويقوم الجسم بتحويل منتجات تحلل الأنسجة إلى الميلانين، ونتيجة لذلك يكتسب الجلد ظلًا غريبًا. الدباغة هي بالتالي اختبار خصائص وقائيةالجسم (الشخص المريض لا يأخذ حمام شمس، يسمر ببطء).

يحدث الدباغة الأكثر ملاءمة تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية ذات الطول الموجي حوالي 320 نانومتر، أي عند تعرضها لجزء الطول الموجي الطويل من طيف الأشعة فوق البنفسجية. في الجنوب، تسود UFLs ذات الموجة القصيرة، وفي الشمال، تسود UFLs ذات الموجة الطويلة. الأشعة ذات الطول الموجي القصير هي الأكثر عرضة للتشتت. ويتم التشتت بشكل أفضل في الأجواء النظيفة وفي المنطقة الشمالية. وبالتالي فإن السمرة الأكثر فائدة في الشمال تكون أطول وأكثر قتامة. UFL هي عامل قوي جدًا في الوقاية من الكساح. مع نقص الأشعة فوق البنفسجية، يتطور الكساح عند الأطفال، وهشاشة العظام أو لين العظام عند البالغين. عادة ما يتم العثور على هذا في أقصى الشمال أو بين مجموعات العمال الذين يعملون تحت الأرض. في منطقة لينينغراد، من منتصف نوفمبر إلى منتصف فبراير، لا يوجد عمليا جزء من الأشعة فوق البنفسجية من الطيف، مما يساهم في تطوير المجاعة الشمسية. لمنع حروق الشمس، يتم استخدام الدباغة الاصطناعية. المجاعة الخفيفة هي غياب طويل الأمد لطيف الأشعة فوق البنفسجية. عند التعرض للأشعة فوق البنفسجية في الهواء، يتكون الأوزون، ويجب التحكم في تركيزه.

UFLs لها تأثير مبيد للجراثيم. يتم استخدامه لتطهير العنابر الكبيرة والمنتجات الغذائية والمياه.

يتم تحديد شدة الأشعة فوق البنفسجية بالطريقة الكيميائية الضوئية من خلال كمية حمض الأكساليك المتحلل تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية في أنابيب اختبار الكوارتز (الزجاج العادي لا ينقل ضوء الأشعة فوق البنفسجية). يتم تحديد شدة الأشعة فوق البنفسجية أيضًا بواسطة مقياس الأشعة فوق البنفسجية. ولأغراض طبية، يتم قياس الأشعة فوق البنفسجية بالجرعات الحيوية.