Вспомни… что называется солнечной радиацией? что называется солнечной радиацией? что такое суммарная радиация? что такое суммарная радиация? на какие виды. — презентация

Помощь при солнечных ожогах

• На поврежденную локацию необходимо положить смоченную в холодной воде повязку. Можно принять прохладную ванну.
• Обработать участок противоожоговым препаратом.
• Если имеются волдыри, то их нужно изолировать, используя стерильную повязку.
• При сильных болях необходимо принять обезболивающее средство.
• Если самочувствие ухудшается или поднимается температура, то следует вызвать врача или отправиться в клинику.

Наш медицинский центр готов оказать быструю помощь всем тем, кто в этом нуждается. Мы находимся по адресу: Москва, 2-й Тверской-Ямской пер., 10. Связаться с нами можно по тел..

Планеты газовой группы

Данная группа состоит из четырех газовых гигантов, расположенных на большем расстоянии от Солнца, нежели другие планеты. Огромные размеры обусловлены низкой плотностью и большим количеством газообразных веществ в составе.

Юпитер

Юпитер

Самая большая планета в Солнечной системе. Ее радиус составляет 69912 км, что практически в 20 раз превышает земной. Ученые пока не могут точно определить состав планеты, лишь известно, что в ней больше ксенона, аргона и криптона больше, чем на Солнце. Также у Юпитера 67 спутников, причем некоторые по размеру вполне походят на планеты. Например, Ганимед на 8% больше, чем Меркурий, а Ио имеет собственную атмосферу. Также есть теория, что Юпитер должен был стать полноценной звездой, но на этапе развития он так и остался планетой.

Сатурн

Сатурн

Шестая по счету планета, знаменитая своими кольцами, состоящими из льда и каменистых метеороидов. Радиус сатурна составляет 57360 км. Ученые еще не изучили детально состав поверхности, но смогли установить, что в ней имеются практически такие же химические элементы, как и на Солнце. Вокруг Сатурна находятся 62 спутника.

Интересный факт: не так давно было установлено, что помимо Сатурна кольцами обладают и другие газовые гиганты, но они заметны не так сильно. О причинах их появления пока можно лишь догадываться.

Уран

Уран

Третья по размерам планета в Солнечной системе. Ее радиус равен 25267 км. Температура на Уране держится на уровне -230 градусов по Цельсию, что делает его самой холодной планетой. Также он обладает уникальной особенностью: ось вращения расположена под углом, из-за чего при движении планета производит впечатление катящегося шара. Поверхность состоит преимущественно из льда, также имеется небольшое количество гелия и водорода.

Нептун

Нептун

Восьмая планета от Солнца была открыта не с помощью наблюдений, а за счет математических расчетов. Наблюдая аномалии в движении Урана ученые выдвинули предположение, что они возникли из-за наличия еще одного небесного тела больших размеров. Нептун обладает радиусом в 24547 км. Поверхность похожа на урановую, но по ней гуляют самые сильные ветра в системе, разгоняющиеся до 260 м/с.

Наблюдайте за Солнцем!

Посмотрите на карту на рисунке 37. Вы видите, как меняется полуденная высота Солнца в ключевые даты года на разных широтах нашей страны. Определите для своего города или посёлка максимальную (полуденную) высоту Солнца в дни равноденствия и в дни летнего и зимнего солнцестояния.

В дни равноденствия над экватором (на широте 0°) Солнце в полдень находится в зените, т. е. прямо над головой, иод углом 90° к поверхности Земли. А над полюсами (на широте 90°) в этот день Солнце находится почти на самой линии горизонта, т. е. под углом около 0°, и оно не заходит и не восходит, а круглые сутки движется вокруг наблюдателя. Чтобы определить максимальную высоту Солнца над горизонтом в дни равноденствия, надо из 900 вычесть широту места.

В день летнего солнцестояния Солнце в нашем полушарии как будто смещается на север, оно находится в зените над Северным тропиком и становится выше над горизонтом на широту тропика, т. е. на 23°27′. Это число надо прибавить к тому, что мы получили для дней равноденствия. А в день зимнего солнцестояния, наоборот, Солнце спускается на Южный тропик, и его высота над горизонтом будет на то же число меньше.

Также интересно проследить, как меняется продолжительность дня на разных широтах. Когда «солнце поворачивает на лето» в Северном полушарии (т. е. по мере приближения летнего солнцестояния), продолжительность дня возрастает. Чем севернее мы находимся, тем прирост дневного времени больше. Например, для Сочи, Махачкалы и Владивостока (около 43° с. ш.) долгота дня 22 июня составляет 15 ч (т. е. прирост но сравнению с днём весеннего равноденствия 3 ч). Для Санкт-Петербурга, Вологды и Магадана (60° с. ш.) — 18,5 ч, т. е. прирост 6,5 ч. Наконец, на линии Северного полярного круга продолжительность дня 22 июня достигает 24 ч, т. е. Солнце вообще не заходит за горизонт. А что происходит па самом Северном полюсе? Там уже 3 месяца (со дня весеннею равноденствия) длится полярный день — Солнце не заходит за горизонт, а ходит по кругу.

Начиная с летнего солнцестояния долгота дня в Северном полушарии сокращается, причём особенно быстро в высоких широтах (где летом были более длинные дни). В зимнее солнцестояние день в Санкт-Петербурге и на его широте сокращается до 5 ч, а в Сочи и других местах на этой широте — до 9 ч. На Северном полюсе 24 сентября полярный день сменяется полярной ночыо.

Это я знаю

1. Что называется солнечной радиацией? В каких единицах она измеряется? От чего зависит её величина?

2. На какие виды разделяют солнечную радиацию?

3. Почему меняется поступление солнечной радиации по сезонам года?

4. Для чего необходимо знать высоту Солнца над горизонтом?

5. Выберите верный ответ. Общее количество радиации, достигшей поверхности Земли, называется: а) поглощённой радиацией; б) суммарной солнечной радиацией; в) рассеянной радиацией.

6. Выберите верный ответ. При движении к экватору величина суммарной солнечной радиации: а) увеличивается; б) уменьшается; в) не изменяется.

7. Выберите верный ответ. Самый большой показатель отражённой радиации имеет: а) снег; б) чернозём; в) песок; г) вода.

8. Как вы думаете, можно ли в летний пасмурный день загореть?

Это я могу

9. По карте на рисунке 36 определите суммарную солнечную радиацию для десяти городов России. Какой вывод вы сделали?

Это интересно

10. Опишите, чем различаются сезоны года в вашей местности (природные условия, жизнь людей, их занятия). В какой из сезонов года жизнь наиболее активна?

Загар и витамин Д

Активность фотохимических процессов в коже напрямую зависит от спектра и интенсивности воздействия ультрафиолетового облучения и находится в обратной зависимости от загара (степени пигментации). Доказано, что чем более выражен загар, тем больше времени нужно для накопления провитамина Д3 в коже (вместо пятнадцати минут три часа).

С точки зрения физиологии это объяснимо, поскольку загар — это защитный механизм нашей кожи, и образовавшийся в ней слой меланина выполняет функцию определенного барьера на пути как УФ-лучей В, служащих медиатором фотохимических процессов, так и лучей класса А, которые обеспечивают термическую стадию превращения в коже провитамина Д3 в витамин Д3.

А вот поступающий с пищей витамин Д только компенсирует дефицит в случае недостаточной выработки в процессе фотохимического синтеза.

Солнечное излучение и его характеристики

Солнечная энергия излучается в пространство благодаря термоядерной реакции, которая протекает внутри звезды.

На землю падает поток энергии, равный 174·1015 Вт. Основной величиной, характеризующей этот вид энергии, является солнечная постоянная, т. е. плотность потока излучения, падающего на площадку, перпендикулярную этому излучению и расположенную над атмосферой. Ее численное значение составляет около 1353 Вт/м2.

Проходя через атмосферу, солнечное излучение ослабляется, частично пронизывает атмосферу прямыми лучами и достигает земной поверхности в виде прямого и рассеянного излучения (рис. 1, 2). На уровне Земли солнечная постоянная не превышает 1000 Вт/м2.

Рис. 1. Процессы, происходящие при прохождении солнечного излучения через атмосферу

Как видно из рис. 2 только примерно половина энергии (89 из 174 пента Вт) достигает поверхности земли. Остальная часть энергии, как уже упоминалось, отражается атмосферой, облаками, поверхностью земли. 17 пента Вт энергии адсорбируется атмосферой. Энергия также излучается в околоземное пространство атмосферой и поверхностью земли.

Рис. 2. Количественные характеристики солнечной энергии: (earth – земля; clouds – облака; latent heat – латентная (скрытая) теплота; PW – peta (penta) watt (1015 ватт); absorbed by land and oceans – абсорбировано землей и океанами)

Солнечное излучение, достигающее земной поверхности, неоднородно по своему составу и его можно разделить на три диапазона: ультрафиолетовый, видимое излучение и инфракрасный диапазон.

Каждый участок спектра вносит свою долю излучения: ультрафиолетовый – 7 %, видимый – 47 %, инфракрасный – 46 %.

Облученность рассматриваемой площадки зависит от географической широты, времени года, суток, наличия облаков и загрязнений в атмосфере, от угла наклона к горизонту.

Как уже упоминалось выше, солнечное излучение состоит из прямого и рассеянного (диффузного) излучения. Последнее возникает от солнечного света, который рассеивается через облака, за счет испарения и др. и попадает на поверхность земли по различным направлениям. Некоторые солнечные системы (гелиоустановки) используют прямое излучение (яркое солнце), в большинстве случаев можно использовать как прямое, так и диффузное излучение.

Солнце является основным поставщиком энергии на нашей планете. Его излучение превышает нынешнее мировое потребление энергии в 7 тыс. раз. Если бы солнечное излучение в Сахаре использовалось на 10 %, то на площадь приблизительно 700 км на 700 км можно было бы производить нынешнюю мировую потребность в энергии (рис. 3). Однако, при современном развитии техники и технологий невозможно экономически выгодно обеспечить передачу энергии потребителям, находящимся в различных местах земного шара.

На географической широте Республики Беларусь солнечное излучение намного меньше, чем в Сахаре: в республике в год излучается до 1200 кВт·ч/м2. Это соответствует количеству энергии, содержащемуся в 60 литрах нефти. В целом ежегодное солнечное излучение на всей территории Беларуси составляет такое количество энергии, которое превышает в 20 раз потребность в газе для выработки энергии.

Рис. 3. Потенциальные возможности использования солнечной энергии в пустыне Сахара

Величина солнечной радиации, приходящейся на квадратный метр поверхности, зависит в значительной степени от угла падения и, соответственно, от времени года. Как видно из табл. 2, месячное излучение на территории г. Минска изменяется примерно от 12 кВт·ч/м2 (декабрь) до 158 кВт·ч/м2.

Таблица 2. Ежемесячное солнечное излучение на территории г. Минска и г. Василевичи (кВт ч/м2)

Отражение солнечной радиации. Поглощенная радиация. Альбедо Земли

Падая на земную поверхность, суммарная радиация в большей своей части поглощается в верхнем, тонком слое почвы или воды и переходит в тепло, а частично отражается. Величина отражения солнечной радиации земной поверхностью зависит от характера этой поверхности. Отношение количества отраженной радиации к общему количеству радиации, падающей на данную поверхность, называется альбедо поверхности. Это отношение выражается в процентах.

Альбедо поверхности почвы в общем заключается в пределах 10-30%; в случае влажного чернозема оно снижается до 5%, а в случае сухого светлого песка может повышаться до 40%. С возрастанием влажности почвы альбедо снижается. Альбедо растительного покрова — леса, луга, поля — заключается в пределах 10-25%. Для свежевыпавшего снега альбедо 80-90%, для давно лежащего снега — около 50% и ниже. Альбедо гладкой водной поверхности для прямой радиации меняется от нескольких процентов при высоком солнце до 70% при низком солнце; оно зависит также от волнения. Для рассеянной радиации альбедо водных поверхностей 5-10%. В среднем альбедо поверхности мирового океана 5-20%. Альбедо верхней поверхности облаков — от нескольких процентов до 70-80% в зависимости от типа и мощности облачного покрова; в среднем же оно 50-60%.

Планетарное альбедо Земли оценивается в 35-40%; по-видимому, оно ближе к 35%. Основную часть планетарного альбедо Земли составляет отражение солнечной радиации облаками.

Верхние слои почвы и воды, снежный покров и растительность сами излучают длинноволновую радиацию; эту земную радиацию чаще называют собственным излучением земной поверхности. Земная поверхность излучает почти как абсолютно черное тело, и интенсивность ее излучения при +15° С, или 288° К, равна 0,6 кал/см2 мин. Столь большая отдача радиации с земной поверхности приводила бы к быстрому ее охлаждению, если бы этому не препятствовал обратный процесс — поглощение солнечной и атмосферной радиации земной поверхностью. Абсолютные температуры земной поверхности заключаются между 180 и 350°. При таких температурах испускаемая радиация практически заключается в пределах 4-120 мк. Следовательно, вся эта радиация инфракрасная, не воспринимаемая глазом.

Атмосфера нагревается, поглощая как солнечную радиацию (хотя в сравнительно небольшой доле, около 15% всего ее количества, приходящего к Земле), так и собственное излучение земной поверхности. Кроме того, она получает тепло от земной поверхности путем теплопроводности, а также при испарении и последующей конденсации водяного пара. Будучи нагретой, атмосфера излучает сама. Так же как и земная поверхность, она излучает невидимую инфракрасную радиацию примерно в том же диапазоне длин волн.

Основной субстанцией в атмосфере, поглощающей земное излучение и посылающей встречное излучение, является водяной пар. Он поглощает инфракрасную радиацию в большой области спектра — от 4,5 до 80 мк, за исключением интервала между 8,5 и 11 мк.

Состав и мощность

Спектр солнечного излучения над атмосферой и у поверхности. Выделяются экстремальные ультрафиолетовые и рентгеновские лучи (слева от показанного диапазона длин волн), но они составляют очень небольшую часть общей выходной мощности Солнца.

Спектр солнечного излучения Солнца близок к спектру черного тела с температурой около 5.800  K . Солнце испускает электромагнитное излучение в большей части электромагнитного спектра . Хотя Солнце производит гамма-лучи в результате процесса ядерного синтеза , внутреннее поглощение и термализация преобразуют эти фотоны сверхвысокой энергии в фотоны более низкой энергии, прежде чем они достигнут поверхности Солнца и испускаются в космос. В результате Солнце не испускает гамма-лучи в результате этого процесса, но оно испускает гамма-лучи от солнечных вспышек . Солнце также излучает рентгеновские лучи , ультрафиолет , видимый свет , инфракрасный свет и даже радиоволны ; единственная прямая подпись ядерного процесса — испускание нейтрино .

Хотя солнечная корона является источником экстремального ультрафиолетового и рентгеновского излучения, эти лучи составляют лишь очень небольшую часть выходной мощности Солнца (см. Спектр справа). Спектр почти всего солнечного электромагнитного излучения, падающего на атмосферу Земли, составляет от 100  нм до примерно 1  мм (1000000 нм). Эту полосу значительной мощности излучения можно разделить на пять областей в порядке возрастания длин волн :

• Ультрафиолетовый C или (UVC) диапазон, который охватывает диапазон от 100 до 280 нм. Термин ультрафиолетовое излучение относится к тому факту, что излучение имеет более высокую частоту, чем фиолетовый свет (и, следовательно, также невидимо для человеческого глаза ). Из-за поглощения атмосферой очень мало достигает поверхности Земли. Этот спектр излучения обладает бактерицидными свойствами , как и в бактерицидных лампах .
• Ультрафиолетовый диапазон B или (UVB) составляет от 280 до 315 нм. Он также сильно поглощается атмосферой Земли и вместе с ультрафиолетовым излучением вызывает фотохимическую реакцию, приводящую к образованию озонового слоя . Он напрямую повреждает ДНК и вызывает солнечный ожог . В дополнение к этому краткосрочному эффекту он ускоряет старение кожи и значительно способствует развитию рака кожи, но также необходим для синтеза витамина D в коже млекопитающих.
• Ультрафиолетовый диапазон A или (UVA) составляет от 315 до 400 нм. Когда-то считалось , что эта повязка менее повреждает ДНК , и поэтому она используется в косметическом искусственном солярии ( солярии и солярии ) и ПУВА- терапии псориаза . Однако теперь известно, что УФА вызывает значительные повреждения ДНК косвенными путями (образование свободных радикалов и активных форм кислорода ) и может вызывать рак.
• Видимый диапазон или световой диапазон от 380 до 700 нм. Как следует из названия, этот диапазон виден невооруженным глазом. Это также самый сильный выходной диапазон из полного спектра излучения Солнца.
• Инфракрасный диапазон от 700 до 1 000 000 нм (1  мм ). Он составляет важную часть электромагнитного излучения, достигающего Земли. Ученые делят инфракрасный диапазон на три типа в зависимости от длины волны:
  • Инфракрасный-A: от 700 до 1400 нм
  • Инфракрасный-B: от 1400 до 3000 нм
  • Инфракрасный-C: от 3000 нм до 1 мм.

Опубликованные таблицы

Таблицы прямого солнечного излучения на различных склонах от 0 до 60 градусов северной широты, в калориях на квадратный сантиметр, выпущенные в 1972 году и опубликованные Тихоокеанской Северо-западной экспериментальной станцией по лесам и диапазонам лесной службы Министерства сельского хозяйства США, Портленд, Орегон, США. появляются в сети.

Солнечная радиация: определение

Ту радиацию, которая идет к поверхности нашей планеты непосредственно от солнечного диска, принято именовать прямой солнечной радиацией. Солнце распространяет ее во всех направлениях. С учетом огромного расстояния от Земли до Солнца, прямая солнечная радиация в любой точке земной поверхности может быть представлена как пучок параллельных лучей, источник которых — практически в бесконечности. Площадь, расположенная перпендикулярно лучам солнечного света, получает, таким образом, ее наибольшее количество.

Плотность потока радиации (или энергетическая освещенность) служит мерой ее количества, падающего на определенную поверхность. Это объем лучистой энергии, попадающей в единицу времени на единицу площади. Измеряется данная величина — энергетическая освещенность — в Вт/м2. Наша Земля, как всем известно, обращается вокруг Солнца по эллипсоидной орбите. Солнце находится в одном из фокусов данного эллипса. Поэтому ежегодно в определенное время (в начале января) Земля занимает положение ближе всего к Солнцу и в другое (в начале июля) — дальше всего от него. При этом величина энергетической освещенности меняется в обратной пропорции относительно квадрата расстояния до светила.

Куда девается дошедшая до Земли солнечная радиация? Виды ее определяются множеством факторов. В зависимости от географической широты, влажности, облачности, часть ее рассеивается в атмосфере, часть поглощается, но большинство все же достигает поверхности планеты. При этом незначительное количество отражается, а основное — поглощается земной поверхностью, под действием чего та подвергается нагреванию. Рассеянная же солнечная радиация частично также попадает на земную поверхность, частично ею поглощается и частично отражается. Остаток ее уходит в космическое пространство.

В чем измеряется радиация: единицы

Нельзя говорить отдельно о единицах измерения радиации, не упоминая дозу излучения. Эти понятия очень тесно связаны и постоянно пересекаются. Дозой радиации принято считать количество излучения, поглощенного организмом. Дозы отличаются между собой единицами измерения и качеством излучаемых волн. К примеру, воздействие гамма-лучей принято измерять в Рентгенах, довольно часто указывается и промежуток времени, в который происходило воздействие — час или минута.

Существует поглощенная веществом доза — она измеряется в Грэях. По ней можно определить степень вреда, который нанесло излучение тканям живого организма. Чаще всего, говоря о радиации и ее дозах, люди хотят выяснить именно степень опасности для себя и своих близких. В этом случае рассчитывается поглощенная доза радиации с умножением на коэффициент, который учитывает степень вреда различных видов излучения. Единицей измерения эквивалентной дозы является Зиверт. Это достаточно крупная величина, поэтому в науке довольно часто применяют микро-Зиверты. К примеру, один Зиверт равен ста Рентгенам.

Помогают в определении радиации дозиметры. Они бывают промышленного и бытового назначения. В продаже находятся в основном бытовые приборы, они доступны абсолютно каждому человеку. По их данным каждый самостоятельно определяет опасность для себя исходя из допустимого уровня радиации, который зафиксирован в законодательной базе каждого государства. В России естественный радиоактивный фон не может превышать 0,57 микро-Зиверта в час, а максимально безвредная доза облучения за год приравнивается к одному микро-Зиверту в час. В этот показатель входит естественное облучение и то, которое человек получает в результате прохождения различных медицинских процедур или в связи с профессиональной деятельностью.

Вариации солнечной освещенности

Сезонная и орбитальная вариация

На Земле солнечное излучение изменяется в зависимости от угла наклона Солнца над горизонтом , с большей продолжительностью солнечного света на высоких широтах летом и с отсутствием солнечного света зимой вблизи соответствующего полюса. Когда прямое излучение не блокируется облаками, оно воспринимается как солнечный свет . Нагревание земли (и других объектов) зависит от поглощения электромагнитного излучения в виде тепла .

Количество радиации, перехватываемой планетным телом, обратно пропорционально квадрату расстояния между звездой и планетой. Земли орбиты и наклонение изменение с течением времени ( в течение тысяч лет), иногда образуя почти идеальный круг, а в других протянув к эксцентриситета орбиты 5% ( в настоящее время 1,67%). При изменении эксцентриситета орбиты среднее расстояние от Солнца ( большая полуось существенно не меняется, поэтому общая инсоляция в течение года остается почти постоянной из-за второго закона Кеплера ,

2Ар2dтзнак равноdθ,{\ displaystyle {\ tfrac {2A} {r ^ {2}}} dt = d \ theta,}

где — инвариант «площадной скорости». То есть интегрирование по орбитальному периоду (также инвариантное) является постоянным.
А{\ displaystyle A}

∫Т2Ар2dтзнак равно∫2πdθзнак равноcопsтапт.{\ displaystyle \ int _ {0} ^ {T} {\ tfrac {2A} {r ^ {2}}} dt = \ int _ {0} ^ {2 \ pi} d \ theta = \ mathrm {constant} .}

Если мы примем мощность солнечного излучения  P как постоянную во времени и солнечное излучение, заданное законом обратных квадратов , мы также получим среднюю инсоляцию как постоянную.

Но сезонное и широтное распределение и интенсивность солнечного излучения, получаемого на поверхности Земли, действительно различаются. Влияние угла Солнца на климат приводит к изменению солнечной энергии летом и зимой. Например, на широте 65 градусов это значение может отличаться более чем на 25% в результате изменения орбиты Земли. Поскольку изменения зимой и летом имеют тенденцию компенсироваться, изменение среднегодовой инсоляции в любом данном месте близко к нулю, но перераспределение энергии между летом и зимой сильно влияет на интенсивность сезонных циклов. Такие изменения, связанные с перераспределением солнечной энергии, считаются вероятной причиной наступления и исчезновения недавних ледниковых периодов (см. Циклы Миланковича ).

Изменение солнечной интенсивности

Космические наблюдения солнечной радиации начались в 1978 году. Эти измерения показывают, что солнечная постоянная непостоянна. Он варьируется во многих временных масштабах, включая 11-летний солнечный цикл солнечных пятен. Если вернуться в прошлое, нужно полагаться на реконструкцию освещенности с использованием солнечных пятен за последние 400 лет или космогенных радионуклидов за последние 10 000 лет. Такие реконструкции были сделаны. Эти исследования показывают, что в дополнение к изменению интенсивности солнечного излучения в зависимости от солнечного цикла (цикл (Швабе)), солнечная активность изменяется с более длинными циклами, такими как предлагаемый 88-летний ( цикл Глейсберга ), 208-летний ( цикл ДеВриза ) и 1000- летний период. год ( вихревой цикл ).