Солнечная радиация и её влияние на организм человека и климат

Дажьбог у славян, Апполон у древних греков, Митра у индоиранцев, Амон Ра у древних египтян, Тонатиу у ацтеков – этими именами в древнем пантеизме люди называли Бога-Солнце.

Солнечная радиация и её влияние на организм человека и климат

loading...

С древних времен люди понимали, какое большое значение для жизни на Земле имеет Солнце, и обожествляли его.

Структура и состав солнечного излучения

Светимость Солнца огромная и составляет 3,85х1023кВт. Солнечная энергия, воздействующая на площадь всего в 1 м2 способна зарядить двигатель в 1,4 кВт.

Источником энергии является термоядерная реакция, проходящая в ядре звезды.

Образующийся при этом 4He составляет, без малого (0,01%) весь гелий земли.

Звезда нашей системы испускает электромагнитное и корпускулярное излучение. С внешней стороны короны Солнца в космическое пространство «дует» солнечный ветер, состоящий из протонов, электронов и α-частиц. С солнечным ветром теряется ежегодно 2-3х10-14 массы светила. С корпускулярным излучением связаны магнитные бури и полярное сияние.

солнечные излучения и атмосфера

Электромагнитное излучение (солнечная радиация) достигает поверхности нашей планеты в виде прямых и рассеянных лучей. Спектральный диапазон его составляют:

  • ультрафиолетовое излучение;
  • рентгеновские лучи;
  • γ-лучи.

На коротковолновую часть приходится всего 7% энергии. Видимый свет составляет 48% энергии радиации Солнца. В основном он составлен сине-зеленым спектром излучения, 45% составляет инфракрасное излучение и только незначительная часть представлена радиоизлучением.

Ультрафиолетовое излучение, в зависимости от длины волны, подразделяют на:

Наименование Длина волны (нм) Количествно энергии/фотон (эВ)
УФ-А 400-315 – длинные 3,10-3,94
УФ-В 315-280 – средние 3,94-4,43
УФ-С 280-100 – короткие 4,43-12,4

Большая часть ультрафиолетового излучения с большой длиной волны достигает поверхности земли. Количества дошедшей до поверхности планеты УФ-В энергии зависит от состояния озонового слоя. УФ-С почти полностью поглощается озоновым слоем и газами атмосферы. Еще в 1994 г. ВОЗ и ВМО предложили ввести индекс ультрафиолета (UV, Вт/м2).

  Чем опасно гамма-излучение и способы защиты от него?

Видимая часть света и не поглощается атмосферой, но волны некоторого спектра рассеиваются. Инфракрасный цвет или тепловая энергия в средневолновом диапазоне, в основном, поглощается водяным паром и углекислым газом. Источником длинноволнового спектра является земная поверхность.

Все перечисленные выше диапазоны имеют огромное значение для жизни на Земле. Значительная часть солнечной радиации не попадает на поверхность Земли. У поверхности планеты регистрируется следующие виды излучения:

  • 1% ультрафиолетового;
  • 40% оптического;
  • 59% инфракрасного.
виды излучений
Виды излучений

Интенсивность солнечной радиации зависит от:

  • широты;
  • сезона;
  • времени суток;
  • состояния атмосферы;
  • особенностей и рельефа земной поверхности.

В разных точках Земли солнечная радиация по-разному влияет на живые организмы.

Воздействие инсоляции на человека

Фотобиологические процессы, протекающие под действием энергии света, в зависимости от их роли, можно подразделить на следующие группы:

  • синтез биологически активных веществ (фотосинтез);
  • фотобиологические процессы, помогающие ориентироваться в пространстве и помогающие получить информацию (фототаксис, зрение, фотопериодизм);
  • повреждающее воздействие (мутации, канцерогенные процессы, деструктивное воздействие на биоактивные вещества).
Воздействие инсоляции на человека
Расчет инсоляции

Световое излучение оказывает стимулирующий эффект на фотобиологические процессы в организме – синтез витаминов, пигментов, клеточная фотостимуляция. В настоящее время изучается сенсибилизирующее влияние солнечного света.

Ультрафиолетовое излучение, воздействуя на кожные покровы человеческого тела, стимулирует синтез витаминов D, В4 и белков, являющихся регуляторами многих физиологических процессов. Ультрафиолетовое излучение оказывает воздействие на:

  • обменные процессы;
  • иммунную систему;
  • нервную систему;
  • эндокринную систему.

Сенсибилизирующее влияние ультрафиолета зависит от длины волны:

УФ диапазон волн (нм) Влияние на организм человека
400-320 Покраснение, припухлость кожи, загар
320-275 Антирахитическое, иммуностимулирующие, обеззараживающее
275-180 Ожоги, злокачественное перерождение клеток

Стимулирующее действие солнечных лучей выражается в повышении специфического и неспецифического иммунитета. Так, например, у детей, которые подвергаются умеренному природному УФ облучению, количество простудных заболеваний снижается на 1/3. При этом эффективность лечения повышается, отсутствуют осложнения, сокращается период заболевания.

Бактерицидные свойства коротковолнового спектра УФ излучения применяются в медицине, пищевой промышленности, фармацевтическом производстве для обеззараживания сред, воздуха и продукции. Ультрафиолетовое излучение уничтожает туберкулезную палочку в течение нескольких минут, стафилококк – за 25 минут, а возбудителя брюшного тифа – за 60 мин.

Неспецифический иммунитет, в ответ на ультрафиолетовое облучение, отвечает увеличением титров комплимента и агглютинации, повышением активности фагоцитов. Но повышенное УФ-облучение вызывает патологические изменения в организме:

  • рак кожи;
  • солнечную эритему;
  • повреждение иммунной системы, которое выражается в появлении веснушек, невусов, солнечных лентиго.
  Инфракрасный обогреватель — вреден или нет?

Видимая часть солнечного света:

  • дает возможность получения 80% информации с помощью зрительного анализатора;
  • ускоряет обменные процессы;
  • улучшает настроение и общее самочувствие;
  • согревает;
  • влияет на состояние ЦНС;
  • определяет суточные ритмы.

Степень воздействия инфракрасного излучения зависит от длины волны:

  • длинноволновое – обладает слабой проникающей способностью и в значительной степени поглощается поверхностью кожи, вызывая эритему;
  • коротковолновое – проникает вглубь организма, оказывая сосудорасширяющее действие, болеутоляющее, противовоспалительное.

Кроме воздействия на живые организмы, солнечная радиация имеет большое значение в формировании климата Земли.

Значение солнечной радиации для климата

Солнце является главным источником тепла, формирующим земной климат. На ранних этапах развития Земли Солнце излучало на 30% меньше тепла, чем сейчас. Но благодаря насыщению атмосферы газами и вулканической пылью климат на Земле был влажный и теплый.

средняя дневная сумма солнечной радиации
средняя дневная сумма солнечной радиации

В интенсивности инсоляции отмечается цикличность, которая обуславливает потепление и похолодание климата. Цикличностью объясняется малый ледниковый период, наступивший в XIV-XIX вв. и потепление климата, наблюдавшееся в период 1900-1950 гг.

В истории планеты отмечается периодичность изменения наклона оси и экстреситет орбиты, что изменяет перераспределение солнечной радиации на поверхности и влияет на климат. Так, например, эти изменения отражаются на увеличении и уменьшении площади пустыни Сахары.

Межледниковые периоды длятся около 10000 лет. Сейчас Земля находится в межледниковом периоде, который называется гелиоценом. Благодаря ранней сельскохозяйственной деятельности человека этот период длиться дольше, чем рассчитано.

Учеными описаны 35-45 летние циклы изменения климата, во время которых сухой и теплый климат меняется на прохладный и влажный. Они влияют на наполнение внутренних водоемов, уровень Мирового океана, изменение оледенения в Арктике.

Схема использования солнечной энергии
Схема использования солнечной энергии

Солнечная радиация по-разному распределяется. Так, например, в средних широтах в период с 1984 по 2008 год отмечалось увеличение суммарной и прямой солнечной радиации и уменьшение рассеянной. Изменение интенсивности отмечается и в течение года. Так, пик приходится на май-август, а минимум – на зимний период.

  Как измерить уровень радиации в квартире?

Так как высота Солнца и продолжительность светового дня в летнее время больше, то на этот период приходится до 50% суммарной годовой радиации. А в период с ноября по февраль – всего 5%.

Количество солнечной радиации, попадающей на определенную поверхность Земли, влияет на важные климатические показатели:

  • температуру;
  • влажность;
  • атмосферное давление;
  • облачность;
  • осадки;
  • скорость ветра.

Увеличение солнечной радиации увеличивает температуру и атмосферное давление, остальные характеристики находятся в обратном отношении. Ученые выяснили, что наибольшее влияние на климат оказывают уровни суммарной и прямой радиации Солнца.

Меры защиты от солнечного излучения

Сенсибилизирующее и повреждающее воздействие на человека солнечная радиация проявляет в виде теплового и солнечного удара, негативного воздействия излучения на кожу. Сейчас большое количество знаменитостей присоединились к движению против загара.

Анжелина Джоли, например, говорит, что ради двух недель загара она не хочет жертвовать несколькими годами жизни.

Чтобы защититься от солнечной радиации, необходимо:

  1. загорать в утренние и вечерние часы – самое безопасное время;
  2. пользоваться солнцезащитными очками;
  3. в период активного солнца:
  • покрывать голову и открытые участки тела;
  • использовать солнцезащитный крем с УФ-фильтром;
  • приобрести специальную одежду;
  • защищать себя с помощью широкополой шляпы или зонта от солнца;
  • соблюдать питьевой режим;
  • избегать интенсивных физических нагрузок.

При разумном использовании, солнечная радиация оказывает благотворное влияние на организм человека.

Оставьте ответ:

Ваш электронный адрес не будет опубликован.