Единственная звезда Солнечной системы своим излучением поддерживает жизнь на Земле. Совокупность её лучистой энергии называется солнечной радиацией. Она представляет собой электромагнитное и корпускулярное излучение. Это понятие не связано с радиацией в привычном понятии. Определение копирует английское обозначение Solar radiation, что означает солнечное излучение.
Содержание
Энергия Солнца
Чтобы оценить её количественную характеристику используется плотность потока лучистой энергии и сумма радиации. Измеряется в Вт/м² или кал (Дж)/см², то есть мощностью энергии на квадратный метр Земли. Она делится на два вида:
- Доходящая в виде прямых солнечных лучей называется прямой радиацией. Она приносит наибольшее количество света и тепла.
- В атмосфере некоторой части свойственно рассеиваться примесями и молекулами газов. Небольшая доля достигает земной поверхности в виде рассеянной радиации. Она создаёт дневной свет и голубой цвет неба.
Часто под солнечной радиацией подразумевается электромагнитное излучение. Но в ней выделяют две составляющие, имеющие различные свойства:
- Электромагнитная. Проникает в атмосферу Земли, достигая её со скоростью света. Спектр этой составляющей распространяется от радиоволнового диапазона до рентгеновских лучей.
- Корпускулярная. Эта часть состоит из протонов. Имеет скорость от 300 до 1500 км в секунду. При вспышках Солнца образуются частицы больших энергий, которые являются компонентой космических лучей. Наибольшая доля частиц задерживается магнитным полем Земли или верхними слоями атмосферы. Поэтому самую значимую интенсивность имеет первая составляющая.
Климатические зоны
Солнечное излучение достигает Земли в любых погодных условиях. Облака не блокируют его полностью. Оно необходимо для всех физико-географических процессов на поверхности и в атмосфере. Распределение его происходит неравномерно.
Это связано с рядом факторов:
- Плотность воздуха и его влажность имеют большое значение. Чем они выше, тем меньше излучение.
- Уровень его зависит от длины лучей. Когда солнце находится под прямым углом, они имеют наименьшую длину, а значит, возрастает радиация. При изменении наклона излучения она уменьшается. Её величина нарастает от полюсов к Экватору.
- Средние и высокие широты отличаются изменением показателя в разные времена года. Это обусловлено продолжительностью дня и изменением полуденной высоты Солнца.
- Более светлые зоны отражают больше радиации. Тёмные, напротив, способны поглотить большую её часть. Способность отдельных участков Земли отражать излучение называется альбедо. От неё зависит, какая поверхность больше других поглощает солнечную радиацию. Чернозём, распаханные земли являются примером тёмных участков, поглощение ими излучения составляет 96%.
Таким образом, формируются климатические зоны. Солнечная радиация присутствует на дневной поверхности. Она очень сильна в зоне полюсов, когда наступает период полярных дней. В это время солнце стоит над горизонтом круглые сутки. Однако во время полярных ночей оно не поднимается вовсе.
Россия расположена в умеренной широте, где солнце никогда не бывает в зените. Чем меньше угол падения лучей на поверхности, тем меньше показатель излучения. Это объясняет, почему наименьшее количество солнечной радиации приходится на зимнее время года. На обширной территории России её уровень отличается. Суммарное излучение солнцем тепла и света называется суммарной радиацией. Это совокупность прямой и рассеянной видов. За год в северных широтах оно показывает 810 квт/м², а в южных составляет более 4100 квт/м².
Учёными фиксируются годовые и месячные показатели. Для этого составляется карта суммарной солнечной радиации России и всего мира. Это позволяет отслеживать важные изменения, какие зоны получают наибольшее и наименьшее её количество.
Значение для Земли и человека
Солнце влияет на всё живое, являясь источником энергии для растений, животных и людей. Оно обеспечивает существование биосферы и оказывает влияние на формирование климата. Благодаря солнечной радиации происходит непрерывное движение воздушных масс, что является ключевым фактором в поддержании постоянного состава атмосферы.
Излучение Солнца обеспечивает непрерывность цикла испарения влаги с поверхности Земли и выпадения осадков. Для зелёных растений это главное условие существования фотосинтеза.
Электромагнитная составляющая содержит инфракрасные и ультрафиолетовые лучи. Поток света оказывает положительное действие на человека.
- Улучшает метаболизм, сон, общее самочувствие.
- Ультрафиолет способствует синтезу витамина D, повышает иммунитет.
Прямое излучение нейтрализует бактерии туберкулёза, стафилококки. В ясную погоду значительно замедляется распространение вирусов и инфекционных заболеваний.
Однако слишком продолжительное световое излучение может вызывать бессонницу, раздражительность, переутомление. Например, такие жалобы поступают от жителей Заполярья. А также чрезмерное злоупотребление ультрафиолетом грозит:
- риском появления раковых клеток;
- высушиванием кожи, появлением пигментных пятен;
- ослаблением иммунитета;
- расстройством зрительной функции.
Для человека важно получать регулярные солнечные ванны в умеренном количестве.
Многие века учёными изучается энергия, приносимая на Землю Солнцем. Понимание, каков её состав и какие существуют виды солнечной радиации помогло применять её в космонавтике, сельском хозяйстве, теплоснабжении и разработке биологических систем. Для организма человека она жизненно необходима. Это самый важный источник энергии для всего живого.
