Šta je Sunce? Na skali vidljivog Univerzuma, ovo je samo sićušna zvijezda na periferiji galaksije koja se zove Mliječni put. Ali za planetu Zemlju, Sunce nije samo vrući ugrušak plina, već izvor topline i svjetlosti neophodnih za postojanje svih živih bića.

Od praistorije, dnevna svetlost je bila predmet obožavanja, njeno kretanje po nebeskom svodu bilo je povezano sa ispoljavanjem božanskih moći. Istraživanje Sunca i njegovog zračenja počelo je čak i prije usvajanja heliocentričnog modela Nikole Kopernika, najveći umovi drevnih civilizacija bili su zbunjeni njegovim misterijama.

Tehnološki napredak dao je čovječanstvu priliku da proučava ne samo procese unutar i na površini Sunca, već i promjene u zemljinoj klimi pod njegovim utjecajem. Statistički podaci nam omogućavaju da damo jasan odgovor na pitanje šta je sunčevo zračenje, kako se ono meri i da utvrdimo njegov uticaj na žive organizme koji nastanjuju planetu.

Kako se zove sunčevo zračenje?

Priroda sunčevog zračenja ostala je nejasna sve dok, početkom dvadesetog stoljeća, eminentni astronom Arthur Eddington nije sugerirao da su izvor kolosalne sunčeve energije bile reakcije termonuklearne fuzije koje se dešavaju u njegovim dubinama. Temperatura u blizini njegovog jezgra (oko 15 miliona stepeni) dovoljna je da protoni savladaju silu međusobnog odbijanja i formiraju jezgra helijuma kao rezultat sudara.

Kasnije su naučnici (posebno Albert Ajnštajn) otkrili da je masa jezgra helijuma nešto manja od ukupne mase četiri protona od kojih se formira. Ovaj fenomen se naziva defekt mase. Nakon što su pratili odnos između mase i energije, naučnici su otkrili da se taj višak oslobađa u obliku gama zraka.

Dok putuju od jezgra do površine Sunca kroz slojeve njegovih sastavnih gasova, gama kvanti se drobe i pretvaraju u elektromagnetne talase, među kojima je svetlost vidljiva ljudskom oku. Ovaj proces traje oko 10 miliona godina. A potrebno je samo 8 minuta da se dosegne sunčevo zračenje na površini zemlje.

Sunčevo zračenje uključuje elektromagnetne valove širokog raspona i solarni vjetar, koji je tok svjetlosnih čestica i elektrona.

Koje vrste sunčevog zračenja postoje i njegove karakteristike

Na granici Zemljine atmosfere, intenzitet sunčevog zračenja je konstantna vrijednost. Energija Sunca je diskretna i prenosi se u porcijama (kvantima) energije, ali je njihov korpuskularni doprinos relativno mali, pa se sunčeve zrake smatraju elektromagnetnim talasima koji se prostiru jednoliko i pravolinijski.

Glavna karakteristika talasa je talasna dužina po kojoj se razlikuju vrste zračenja:

• radio talasi;
• infracrveni (termalni);
• vidljivo (bijelo) svjetlo;
• ultraljubičasto;
• gama zraci.

Sunčevo zračenje je predstavljeno infracrvenim (IR), vidljivim (VI) i ultraljubičastim (UV) zračenjem u omjeru od 52%, 43% i 5%. Kvantitativnom mjerom sunčevog zračenja smatra se ozračenost (gustina fluksa energije) - energija zračenja primljena u jedinici vremena po jedinici površine.

Raspodjela sunčevog zračenja po površini zemlje

Većinu zračenja apsorbira Zemljina atmosfera i zagrijava je do temperature poznate živim organizmima. Ozonski omotač propušta samo 1% ultraljubičastih zraka i služi kao štit od agresivnijeg kratkotalasnog zračenja.

Atmosfera apsorbira oko 20% sunčevih zraka i raspršuje 30% u različitim smjerovima. Dakle, samo polovina energije zračenja, koja se naziva direktno sunčevo zračenje, dospijeva do površine Zemlje.

Na intenzitet direktnog sunčevog zračenja utiče nekoliko faktora:

• ugao upada sunčeve svjetlosti (geografska širina);
• udaljenost od tačke udara do Sunca (doba godine);
• priroda reflektirajuće površine;
• transparentnost atmosfere (oblačnost, zagađenje).

Raspršeno i direktno zračenje čine ukupno sunčevo zračenje, čiji se intenzitet mjeri u kalorijama po jedinici površine. Jasno je da sunčevo zračenje djeluje samo tokom dana i neravnomjerno je raspoređeno po površini zemlje. Njegov intenzitet se povećava kako se približava polovima, ali snijeg odbija veći udio energije zračenja, zbog čega se zrak ne zagrijava. Stoga se ukupni indikator smanjuje s udaljenosti od ekvatora.

Sunčeva aktivnost oblikuje klimu na Zemlji i utiče na životne procese organizama koji je naseljavaju. Na teritoriji zemalja ZND (na sjevernoj hemisferi) u zimskoj sezoni prevladava raspršena radijacija, a ljeti prevladava direktno zračenje.

Infracrveno zračenje i njegova uloga u životu čovječanstva

Sunčevo zračenje je pretežno nevidljivo ljudskom oku. To je ono što zagrijava zemljino tlo, koje potom oslobađa toplinu u atmosferu. Tako se održava optimalna temperatura za život na Zemlji i uobičajeni klimatski uslovi.

Pored Sunca, sva zagrejana tela su izvori infracrvenog zračenja. Svi grijaći uređaji i uređaji rade na ovom principu, omogućavajući vidljivost manje ili više zagrijanih objekata u uslovima loše vidljivosti.

Činjenica da osoba nije u stanju da percipira infracrveno svjetlo ne umanjuje njegovo djelovanje na tijelo. Ova vrsta zračenja našla je primenu u medicini zbog sledećih svojstava:

• proširenje krvnih žila, normalizacija krvotoka;
• povećanje broja leukocita;
• liječenje kroničnih i akutnih upala unutarnjih organa;
• prevencija kožnih bolesti;
• odstranjivanje koloidnih ožiljaka, liječenje nezacijeljenih rana.

Infracrveni termografi omogućavaju pravovremeno otkrivanje bolesti koje se ne mogu dijagnosticirati drugim metodama (krvni ugrušci, kancerozni tumori itd.). Infracrveno zračenje je svojevrsni "protuotrov" negativnom ultraljubičastom zračenju, pa se njegova ljekovita svojstva koriste za obnavljanje zdravlja ljudi koji su dugo bili u svemiru.

Mehanizam djelovanja infracrvenih zraka nije u potpunosti proučen i, kao i svaka vrsta zračenja, ako se nepravilno koristi, može biti štetna za ljudsko zdravlje. Tretman infracrvenim zracima je kontraindiciran u prisustvu gnojnih upala, krvarenja, malignih tumora, zatajenja cerebralne cirkulacije i kardiovaskularnog sistema.

Spektralni sastav i svojstva vidljive svjetlosti

Svjetlosni snopovi se šire pravolinijski i ne preklapaju se, što postavlja pošteno pitanje: zašto svijet oko nas zadivljuje raznolikošću različitih nijansi. Tajna je u osnovnim svojstvima svjetlosti: refleksiji, prelamanju i apsorpciji.

Pouzdano je poznato da objekti ne emituju svjetlost, ona se djelomično apsorbira i odbija pod različitim uglovima u zavisnosti od frekvencije. Ljudski vid se razvijao stoljećima, ali mrežnica oka može uočiti samo ograničeni raspon reflektirane svjetlosti u uskom procjepu između infracrvenog i ultraljubičastog zračenja.

Proučavanje svojstava svjetlosti iznjedrilo je ne samo posebnu granu fizike, već i niz nenaučnih teorija i praksi zasnovanih na utjecaju boje na psihičko i fizičko stanje pojedinca. Koristeći ovo znanje, osoba ukrašava okolni prostor u oku najprijatnijoj boji, što život čini što ugodnijim.

Ultraljubičasto zračenje i njegovo djelovanje na ljudski organizam

Ultraljubičasti spektar sunčeve svjetlosti sastoji se od dugih, srednjih i kratkih valova, koji se razlikuju po fizičkim svojstvima i prirodi njihovog djelovanja na žive organizme. Ultraljubičaste zrake, koje pripadaju dugotalasnom spektru, pretežno su raspršene u atmosferi i ne dopiru do površine Zemlje. Što je talasna dužina kraća, ultraljubičasto zračenje dublje prodire u kožu.

Ultraljubičasto zračenje je neophodno za održavanje života na Zemlji. UV zraci imaju sledeće efekte na ljudski organizam:

• zasićenost vitaminom D, neophodnim za formiranje koštanog tkiva;
• prevencija osteohondroze i rahitisa kod djece;
• normalizacija metaboličkih procesa i sinteza korisnih enzima;
• aktiviranje regeneracije tkiva;
• poboljšana cirkulacija krvi, vazodilatacija;
• povećanje imuniteta;
• ublažavanje nervnog uzbuđenja stimulacijom proizvodnje endorfina.

Uprkos obimnoj listi pozitivnih kvaliteta, sunčanje nije uvijek efikasno. Produženo izlaganje suncu u nepovoljnim vremenima ili u periodima nenormalno visoke sunčeve aktivnosti negira korisna svojstva UV zraka.

Ultraljubičasto zračenje u visokim dozama ima upravo suprotno od onoga što se očekuje:

• eritem (crvenilo kože) i opekotine od sunca;
• hiperemija, otok;
• povećana tjelesna temperatura;
• glavobolja;
• disfunkcija imunološkog i centralnog nervnog sistema;
• gubitak apetita, mučnina, povraćanje.

Ovi znakovi su simptomi sunčanice, u kojoj se pogoršanje stanja osobe može dogoditi neprimjetno. Postupak za sunčanicu:

• premjestiti osobu sa prostora izloženog direktnoj sunčevoj svjetlosti na hladno mjesto;
• lezite na leđa i podignite noge u povišen položaj kako biste normalizirali cirkulaciju krvi;
• isperite lice i vrat hladnom vodom, po mogućnosti napravite oblog na čelu;
• pružiti priliku za slobodno disanje i osloboditi se uske odjeće;
• Dajte da popijete malu količinu čiste hladne vode u roku od pola sata.

U težim slučajevima, u slučaju gubitka svijesti, potrebno je pozvati hitnu pomoć i po mogućnosti privesti žrtvu pameti. Medicinska skrb za pacijenta sastoji se od hitne intravenske primjene glukoze ili askorbinske kiseline.

Pravila bezbednog sunčanja

UV zraci stimulišu sintezu posebnog hormona melanina, uz pomoć kojeg ljudska koža potamni i poprima bronzanu nijansu. Debate o prednostima i štetnosti sunčanja vode se decenijama.

Dokazano je da je sunčanje zaštitna reakcija organizma na ultraljubičasto zračenje, a pretjerano sunčanje povećava rizik od malignih tumora.

Ako prevlada želja da se oda počast modi, morate razumjeti što je sunčevo zračenje, kako se zaštititi od njega i slijediti jednostavne preporuke:

• sunčati se postepeno isključivo ujutro ili uveče;
• nemojte ostati na direktnom suncu duže od sat vremena;
• nanesite zaštitna sredstva na kožu;
• pijte više čiste vode kako biste izbjegli dehidraciju;
• uključite u svoju ishranu hranu koja sadrži vitamin E, beta-karoten, tirozin i selen;
• ograničite konzumaciju alkoholnih pića.

Reakcija organizma na ultraljubičasto zračenje je individualna, pa vrijeme za sunčanje i njegovo trajanje treba odabrati uzimajući u obzir tip kože i zdravstveno stanje osobe.

Sunčanje je krajnje kontraindikovano trudnicama, starijim osobama, osobama sa kožnim oboljenjima, srčanom insuficijencijom, mentalnim poremećajima i prisustvom malignih tumora.

Sunčevo zračenje nazvan protok energije zračenja od sunca koja ide na površinu zemaljske kugle. Energija zračenja sunca primarni je izvor drugih vrsta energije. Apsorbiran od površine zemlje i vode, pretvara se u toplotnu energiju, a u zelenim biljkama - u hemijsku energiju organskih jedinjenja. Sunčevo zračenje je najvažniji klimatski faktor i glavni uzrok vremenskih promjena, budući da su različite pojave koje se dešavaju u atmosferi povezane s toplotnom energijom primljenom od sunca.

Sunčevo zračenje, ili energija zračenja, po svojoj prirodi je tok elektromagnetnih oscilacija koje se šire pravolinijski brzinom od 300.000 km/sec sa talasnom dužinom od 280 nm do 30.000 nm. Energija zračenja se emituje u obliku pojedinačnih čestica zvanih kvanti ili fotoni. Za mjerenje talasne dužine svjetlosti koriste se nanometri (nm) ili mikroni, milimikroni (0,001 mikrona) i anstromi (0,1 milimikroni). Postoje infracrveni nevidljivi toplotni zraci sa talasnom dužinom od 760 do 2300 nm; zraci vidljive svjetlosti (crvena, narandžasta, žuta, zelena, cijan, indigo i ljubičasta) sa talasnim dužinama od 400 (ljubičasta) do 759 nm (crvena); ultraljubičastih ili hemijski nevidljivih zraka talasne dužine od 280 do 390 nm. Zraci s talasnom dužinom manjom od 280 milimikrona ne dopiru do površine Zemlje zbog njihove apsorpcije ozona u visokim slojevima atmosfere.

Na rubu atmosfere, spektralni sastav sunčevih zraka u procentima je sljedeći: infracrveni zraci 43%, svjetlosni zraci 52% i ultraljubičasti zraci 5%. Na površini Zemlje, na nadmorskoj visini sunca od 40°, sunčevo zračenje ima (prema N.P. Kalitinu) sledeći sastav: infracrveni zraci 59%, svetlosni zraci 40% i ultraljubičasti zraci 1% ukupne energije. Napon sunčevog zračenja raste sa visinom iznad nivoa mora, a takođe i kada sunčevi zraci padaju okomito, jer zraci moraju da prolaze kroz manje atmosfere. U drugim slučajevima, površina će primati manje sunčeve svjetlosti što je sunce niže, ili ovisno o kutu upada zraka. Napon sunčevog zračenja opada zbog oblačnosti, zagađenja atmosferskog zraka prašinom, dimom itd.

Štoviše, prije svega dolazi do gubitka (apsorpcije) kratkotalasnih zraka, a zatim topline i svjetlosti. Energija zračenja sunca izvor je života na zemlji za biljne i životinjske organizme i najvažniji faktor u okolnom vazdušnom okruženju. Ima različite efekte na organizam, koji uz optimalno doziranje mogu biti vrlo pozitivni, ali kod prevelikih (predoziranja) mogu biti negativni. Sve zrake imaju i termičko i hemijsko dejstvo. Štaviše, za zrake velike talasne dužine toplotni efekat dolazi do izražaja, a kod kraće talasne dužine hemijski efekat.

Biološki učinak zraka na tijelo životinje ovisi o talasnoj dužini i njihovoj amplitudi: što su valovi kraći, što su njihove oscilacije češće, to je kvantna energija veća i jača reakcija tijela na takvo zračenje. Kratkotalasni ultraljubičasti zraci, kada su izloženi tkivu, izazivaju u njima fenomen fotoelektričnog efekta sa pojavom odvojenih elektrona i pozitivnih jona u atomima. Dubina prodiranja različitih zraka u tijelo nije ista: infracrveni i crveni zraci prodiru nekoliko centimetara, vidljivi (svjetlosni) zraci prodiru nekoliko milimetara, a ultraljubičasti samo 0,7-0,9 mm; zraci kraći od 300 milimikrona prodiru u životinjsko tkivo do dubine od 2 milimikrona. Sa tako neznatnom dubinom prodiranja zraka, potonji imaju raznolik i značajan učinak na cijelo tijelo.

Sunčevo zračenje- vrlo biološki aktivan i stalno djelujući faktor, koji je od velike važnosti u formiranju niza tjelesnih funkcija. Na primjer, preko oka, zraci vidljive svjetlosti utječu na cijeli organizam životinja, izazivajući bezuvjetne i uslovno refleksne reakcije. Infracrveni toplotni zraci vrše svoj uticaj na telo i direktno i kroz objekte koji okružuju životinju. Tijela životinja kontinuirano apsorbiraju i emituju infracrvene zrake (razmjena zračenja), a ovaj proces može značajno varirati ovisno o temperaturi kože životinje i okolnih predmeta. Ultraljubičaste hemijske zrake, čiji kvanti imaju znatno veću energiju od kvanta vidljivih i infracrvenih zraka, odlikuju se najvećom biološkom aktivnošću i djeluju na životinjski organizam humoralnim i neurorefleksnim putevima. UV zraci prvenstveno djeluju na eksteroreceptore kože, a zatim refleksno djeluju na unutrašnje organe, posebno na endokrine žlijezde.

Dugotrajno izlaganje optimalnim dozama energije zračenja dovodi do adaptacije kože i manje reaktivnosti. Pod uticajem sunčeve svetlosti povećava se rast kose, funkcija znojnih i lojnih žlezda, deblja se stratum corneum i deblja epidermis, što dovodi do povećanja otpornosti kože organizma. U koži se stvaraju biološki aktivne tvari (histamin i histaminu slične tvari) koje ulaze u krv. Iste ove zrake ubrzavaju regeneraciju ćelija tokom zarastanja rana i čireva na koži. Pod uticajem energije zračenja, posebno ultraljubičastih zraka, u bazalnom sloju kože nastaje pigment melanin koji smanjuje osjetljivost kože na ultraljubičaste zrake. Pigment (tan) je poput biološkog ekrana koji olakšava refleksiju i disperziju zraka.

Pozitivno dejstvo sunčeve svetlosti utiče na krv. Sistematsko umjereno izlaganje njima značajno poboljšava hematopoezu uz istovremeno povećanje broja eritrocita i sadržaja hemoglobina u perifernoj krvi. Kod životinja nakon gubitka krvi ili oboljelih od teških bolesti, posebno zaraznih, umjereno izlaganje sunčevoj svjetlosti potiče regeneraciju krvi i povećava njenu koagulabilnost. Umjereno izlaganje sunčevoj svjetlosti povećava razmjenu plinova kod životinja. Dubina disanja se povećava, a frekvencija disanja smanjuje, količina unesenog kisika se povećava, oslobađa se više ugljičnog dioksida i vodene pare, a samim tim se poboljšava opskrba tkiva kisikom i povećavaju oksidativni procesi.

Povećanje metabolizma proteina izražava se povećanim taloženjem dušika u tkivima, što rezultira bržim rastom mladih životinja. Prekomjerno sunčevo zračenje može uzrokovati negativan balans proteina, posebno kod životinja koje boluju od akutnih zaraznih bolesti, kao i drugih bolesti praćenih povišenom tjelesnom temperaturom. Zračenje dovodi do povećanog taloženja šećera u jetri i mišićima u obliku glikogena. Količina nedovoljno oksidiranih proizvoda (acetonska tijela, mliječna kiselina itd.) u krvi naglo se smanjuje, povećava se stvaranje acetilholina i normalizira se metabolizam, što je posebno važno za visokoproduktivne životinje.

Kod mršavih životinja usporava se intenzitet metabolizma masti i povećava se taloženje masti. Intenzivna rasvjeta kod gojaznih životinja, naprotiv, povećava metabolizam masti i uzrokuje pojačano sagorijevanje masti. Stoga je preporučljivo provoditi polumasni i masni tov životinja u uvjetima manjeg sunčevog zračenja.

Pod uticajem ultraljubičastih zraka sunčevog zračenja, ergosterol koji se nalazi u biljnim namirnicama i dehidroholesterol u koži životinja pretvaraju se u aktivne vitamine D 2 i D 3, koji pospešuju metabolizam fosfora i kalcijuma; negativna ravnoteža kalcija i fosfora postaje pozitivna, što doprinosi taloženju ovih soli u kostima. Sunčeva svjetlost i umjetno zračenje ultraljubičastim zrakama jedna su od učinkovitih savremenih metoda za prevenciju i liječenje rahitisa i drugih bolesti životinja povezanih s poremećenim metabolizmom kalcija i fosfora.

Sunčevo zračenje, posebno svjetlo i ultraljubičasto zračenje, glavni je faktor koji uzrokuje sezonsku spolnu periodičnost kod životinja, jer svjetlost stimulira gonadotropnu funkciju hipofize i drugih organa. U proljeće, u periodu sve većeg intenziteta sunčevog zračenja i izloženosti svjetlosti, lučenje spolnih žlijezda se po pravilu povećava kod većine životinjskih vrsta. Uočava se povećanje seksualne aktivnosti kod deva, ovaca i koza sa skraćenjem dnevnog vremena. Ako se ovce drže u zamračenim prostorijama u aprilu-junu, tada će doći u estrus ne u jesen (kao obično), već u maju. Nedostatak svjetla kod životinja u razvoju (u periodu rasta i puberteta), prema K.V. Svechinu, dovodi do dubokih, često nepovratnih kvalitativnih promjena u gonadama, a kod odraslih životinja smanjuje seksualnu aktivnost i plodnost ili uzrokuje privremenu neplodnost.

Vidljivo svjetlo ili stepen osvjetljenja ima značajan uticaj na razvoj jaja, estrus, trajanje sezone parenja i gravidnost. Na sjevernoj hemisferi sezona parenja je obično kratka, a na južnoj hemisferi najduža. Pod uticajem veštačkog osvetljenja kod životinja, trajanje njihove trudnoće se smanjuje sa nekoliko dana na dve nedelje. Utjecaj zraka vidljive svjetlosti na spolne žlijezde može se široko koristiti u praksi. Eksperimenti sprovedeni u laboratoriji zoohigijene VIEV dokazali su da je osvetljenost prostorija pri geometrijskom koeficijentu 1:10 (prema KEO, 1,2-2%) u poređenju sa osvetljenošću od 1:15-1:20 i niže (prema do KEO, 0,2 -0,5%) ima pozitivan učinak na kliničko i fiziološko stanje steonih krmača i prasadi do 4 mjeseca starosti, osiguravajući proizvodnju snažnog i održivog potomstva. Prirast prasadi se povećava za 6%, a njihova sigurnost za 10-23,9%.

Sunčeve zrake, posebno ultraljubičaste, ljubičaste i plave, ubijaju ili slabe vitalnost mnogih patogenih mikroorganizama i usporavaju njihovu reprodukciju. Dakle, sunčevo zračenje je moćno prirodno dezinfekciono sredstvo spoljašnjeg okruženja. Pod utjecajem sunčeve svjetlosti povećava se opći tonus organizma i njegova otpornost na zarazne bolesti, a povećavaju se i specifične imunološke reakcije (P. D. Komarov, A. P. Onegov i dr.). Dokazano je da umjereno zračenje životinja tokom vakcinacije doprinosi povećanju titra i drugih imunoloških tijela, porastu fagocitnog indeksa, i obrnuto, intenzivno zračenje smanjuje imunološka svojstva krvi.

Iz svega rečenog proizilazi da se nedostatak sunčevog zračenja mora smatrati vrlo nepovoljnim vanjskim uvjetom za životinje, pod kojim su lišene najvažnijeg aktivatora fizioloških procesa. Uzimajući to u obzir, životinje treba smjestiti u dovoljno svijetle prostorije, redovno vježbati i ljeti držati na ispaši.

Normalizacija prirodne rasvjete u prostorijama provodi se geometrijskim ili svjetlosnim metodama. U praksi izgradnje objekata za stoku i perad uglavnom se koristi geometrijska metoda, prema kojoj se norme prirodnog osvjetljenja određuju omjerom površine prozora (stakla bez okvira) i površine poda. Međutim, uprkos jednostavnosti geometrijske metode, standardi osvjetljenja nisu precizno utvrđeni pomoću nje, jer se u ovom slučaju ne uzimaju u obzir svjetlosno-klimatske karakteristike različitih geografskih zona. Za preciznije određivanje osvjetljenja u prostorijama koriste se metodom osvjetljenja, odnosno određivanjem faktor dnevne svetlosti(KEO). Faktor prirodnog svjetla je omjer osvjetljenja prostorije (mjerne tačke) i vanjskog osvjetljenja u horizontalnoj ravni. KEO se izvodi po formuli:

K = E:E n ⋅100%

gdje je K koeficijent prirodne svjetlosti; E - unutrašnje osvetljenje (u luksima); E n - vanjsko osvjetljenje (u luksima).

Mora se imati na umu da prekomjerna upotreba sunčevog zračenja, posebno u danima sa visokom insolacijom, može uzrokovati značajnu štetu životinjama, posebno uzrokovati opekotine, očne bolesti, sunčanicu itd. takozvanih senzibilizatora (hematoporfirin, žučni pigmenti, hlorofil, eozin, metilensko plavo, itd.). Vjeruje se da ove tvari akumuliraju kratkovalne zrake i pretvaraju ih u dugovalne zrake uz apsorpciju dijela energije koju oslobađaju tkiva, uslijed čega se povećava reaktivnost tkiva.

Opekotine od sunca kod životinja se najčešće opažaju na dijelovima tijela s nježnom, rijetko prekrivenom dlakom, nepigmentiranom kožom kao rezultat izlaganja toplini (solarni eritem) i ultraljubičastim zracima (fotohemijska upala kože). Kod konja se opekotine od sunca primjećuju na nepigmentiranim područjima vlasišta, usana, nozdrva, vrata, prepona i udova, a kod goveda na koži sisa i međice. U južnim krajevima moguće su opekotine od sunca kod bijelih svinja.

Jaka sunčeva svjetlost može iritirati mrežnicu, rožnjaču i žilnice oka i oštetiti sočivo. Kod produženog i intenzivnog zračenja dolazi do keratitisa, zamućenja sočiva i oštećenja vida akomodacije. Poremećaji akomodacije se češće javljaju kod konja ako se drže u štalama s niskim prozorima okrenutim prema jugu, uz koje su konji vezani.

Sunčani udar nastaje kao rezultat jakog i dugotrajnog pregrijavanja mozga, pretežno termičkim infracrvenim zracima. Potonji prodiru kroz vlasište i lubanju, dopiru do mozga i uzrokuju hiperemiju i povećanje njegove temperature. Kao rezultat toga, životinja prvo izgleda depresivno, a zatim uzbuđeno, respiratorni i vazomotorni centri su poremećeni. Primjećuje se slabost, nekoordinirani pokreti, otežano disanje, ubrzan puls, hiperemija i cijanoza sluznice, drhtanje i konvulzije. Životinja ne može stajati na nogama i pada na tlo; teški slučajevi često završavaju smrću životinje zbog simptoma paralize srca ili respiratornog centra. Sunčani udar je posebno težak ako se kombinuje sa toplotnim udarom.

Za zaštitu životinja od direktne sunčeve svjetlosti potrebno ih je držati u hladu tokom najtoplijih sati dana. Za sprečavanje sunčanice, posebno kod radnih konja, daju im se bijeli platneni štitnici za čelo.

Sunčevo zračenje je zračenje karakteristično za zvijezdu našeg planetarnog sistema. Sunce je glavna zvijezda oko koje se okreću Zemlja i njene susjedne planete. U stvari, to je ogromna vruća lopta plina, koja neprestano emituje tokove energije u prostor oko sebe. To je ono što se zove zračenje. Smrtonosna, u isto vrijeme, ova energija je jedan od glavnih faktora koji omogućavaju život na našoj planeti. Kao i sve na ovom svijetu, dobrobiti i štete sunčevog zračenja za organski život usko su međusobno povezane.

Opšti pregled

Da biste razumeli šta je sunčevo zračenje, prvo morate razumeti šta je Sunce. Glavni izvor topline koji obezbjeđuje uslove za organsko postojanje na našoj planeti u univerzalnim prostranstvima je samo mala zvijezda na galaktičkoj periferiji Mliječnog puta. Ali za zemljane, Sunce je centar mini-univerzuma. Na kraju krajeva, naša planeta se okreće oko ove gomile gasa. Sunce nam daje toplinu i svjetlost, odnosno opskrbljuje oblike energije bez kojih bi naše postojanje bilo nemoguće.

U davna vremena, izvor sunčevog zračenja - Sunce - bilo je božanstvo, predmet vrijedan obožavanja. Sunčeva putanja preko neba ljudima se činila očiglednim dokazom Božje volje. Pokušaji da se shvati suština fenomena, da se objasni šta je ova zvezda, učinjeni su dugo vremena, a posebno značajan doprinos im je dao Kopernik, formirajući ideju heliocentrizma, koja je bila upadljivo drugačija od opšteprihvaćene geocentrizma tog doba. Međutim, pouzdano je poznato da su još u davna vremena naučnici više puta razmišljali o tome šta je Sunce, zašto je toliko važno za bilo koji oblik života na našoj planeti, zašto je kretanje ove svjetiljke upravo ono na koji vidimo to.

Napredak tehnologije omogućio je bolje razumijevanje šta je Sunce, koji se procesi odvijaju unutar zvijezde, na njenoj površini. Naučnici su naučili šta je sunčevo zračenje, kako gasni objekat utiče na planete u zoni svog uticaja, posebno na klimu Zemlje. Sada čovječanstvo ima dovoljno obimnu bazu znanja da može sa sigurnošću reći: bilo je moguće saznati šta je u svojoj suštini zračenje koje emituje Sunce, kako izmjeriti ovaj energetski tok i kako formulirati karakteristike njegovog utjecaja na različite oblike organskog života na Zemlji.

O terminima

Najvažniji korak u savladavanju suštine koncepta napravljen je u prošlom veku. Tada je eminentni astronom A. Eddington formulirao pretpostavku: termonuklearna fuzija se događa u dubinama sunca, što omogućava oslobađanje ogromne količine energije koja se emituje u prostor oko zvijezde. Pokušavajući da se proceni veličina sunčevog zračenja, uloženi su napori da se utvrde stvarni parametri okruženja na svetiljku. Dakle, temperatura jezgra, prema naučnicima, dostiže 15 miliona stepeni. Ovo je dovoljno da se nosi sa međusobnim odbojnim uticajem protona. Sudar jedinica dovodi do stvaranja jezgri helijuma.

Nove informacije privukle su pažnju mnogih istaknutih naučnika, uključujući A. Einsteina. U pokušajima da procijene količinu sunčevog zračenja, naučnici su otkrili da su jezgra helijuma po svojoj masi inferiorna u odnosu na ukupnu vrijednost od 4 protona neophodna za formiranje nove strukture. Tako je identifikovana karakteristika reakcija, nazvana „defekt mase“. Ali u prirodi ništa ne može nestati bez traga! U pokušaju da pronađu "izbjegle" vrijednosti, naučnici su uporedili iscjeljivanje energijom i specifičnost masovnih promjena. Tada je bilo moguće otkriti da razliku emituju gama zraci.

Emitirani objekti probijaju se od jezgra naše zvijezde do njene površine kroz brojne plinovite atmosferske slojeve, što dovodi do fragmentacije elemenata i stvaranja elektromagnetnog zračenja na temelju njih. Među ostalim vrstama sunčevog zračenja je svjetlost koju percipira ljudsko oko. Grube procjene govore da proces prolaska gama zraka traje oko 10 miliona godina. Još osam minuta - i emitovana energija stiže do površine naše planete.

Kako i šta?

Sunčevo zračenje je ukupni kompleks elektromagnetnog zračenja koji ima prilično širok raspon. To uključuje takozvani solarni vjetar, odnosno tok energije formiran od elektrona i svjetlosnih čestica. Na graničnom sloju atmosfere naše planete konstantno se opaža isti intenzitet sunčevog zračenja. Energija zvijezde je diskretna, njen prijenos se odvija kroz kvante, a korpuskularna nijansa je toliko beznačajna da se zraci mogu smatrati elektromagnetnim valovima. A njihova distribucija, kako su ustanovili fizičari, odvija se ravnomjerno i pravolinijski. Dakle, da bi se opisali sunčevo zračenje, potrebno je odrediti njegovu karakterističnu talasnu dužinu. Na osnovu ovog parametra uobičajeno je razlikovati nekoliko vrsta zračenja:

• toplo;
• radio talas;
• Bijelo svjetlo;
• ultraljubičasto;
• gama;
• rendgenski snimak.

Odnos infracrvenog, vidljivog, ultraljubičastog najbolje je procijeniti na sljedeći način: 52%, 43%, 5%.

Za kvantitativnu procjenu zračenja potrebno je izračunati gustoću energetskog fluksa, odnosno količinu energije koja u određenom vremenskom periodu dosegne ograničenu površinu površine.

Istraživanja su pokazala da sunčevo zračenje pretežno apsorbira planetarna atmosfera. Zahvaljujući tome dolazi do zagrijavanja do temperature ugodne za organski život karakterističnu za Zemlju. Postojeća ozonska školjka propušta samo stoti dio ultraljubičastog zračenja. U ovom slučaju, valovi kratke dužine koji su opasni za živa bića su potpuno blokirani. Atmosferski slojevi su sposobni da rasprše skoro trećinu sunčevih zraka, a još 20% se apsorbuje. Shodno tome, do površine planete ne stiže više od polovine ukupne energije. To je taj "ostatak" koji nauka naziva direktnim sunčevim zračenjem.

Šta kažete na više detalja?

Postoji nekoliko aspekata koji određuju koliko će biti intenzivno direktno zračenje. Najznačajniji su upadni ugao, koji zavisi od geografske širine (geografske karakteristike područja na kugli zemaljskoj), i doba godine, koje određuje kolika je udaljenost do određene tačke od izvora zračenja. Mnogo zavisi od karakteristika atmosfere – koliko je zagađena, koliko oblaka ima u datom trenutku. Konačno, priroda površine na koju zraka pada igra ulogu, odnosno njena sposobnost da reflektuje dolazeće talase.

Ukupno sunčevo zračenje je veličina koja kombinuje rasute zapremine i direktno zračenje. Parametar koji se koristi za procjenu intenziteta procjenjuje se u kalorijama po jedinici površine. Istovremeno, zapamtite da se u različito doba dana vrijednosti karakteristične za zračenje razlikuju. Osim toga, energija se ne može ravnomjerno rasporediti po površini planete. Što je bliže polu, intenzitet je veći, dok su snježni pokrivači jako reflektirajući, što znači da zrak nema priliku da se zagrije. Posljedično, što je dalje od ekvatora, to će ukupno zračenje sunčevih valova biti niže.

Kako su naučnici otkrili, energija sunčevog zračenja ima ozbiljan uticaj na planetarnu klimu i potčinjava životnu aktivnost različitih organizama koji postoje na Zemlji. U našoj zemlji, kao i na teritoriji naših najbližih suseda, kao i u drugim državama koje se nalaze na severnoj hemisferi, zimi preovlađujući udeo pripada rasejanoj radijaciji, dok leti dominira direktno zračenje.

Infracrveni talasi

Od ukupne količine ukupnog sunčevog zračenja, impresivan postotak pripada infracrvenom spektru, koji ljudsko oko ne percipira. Zbog takvih valova, površina planete se zagrijava, postepeno prenoseći toplinsku energiju na zračne mase. Ovo pomaže u održavanju ugodne klime i održavanju uslova za postojanje organskog života. Ako ne dođe do ozbiljnih poremećaja, klima ostaje relativno nepromijenjena, što znači da sva stvorenja mogu živjeti u svojim uobičajenim uvjetima.

Naša zvijezda nije jedini izvor infracrvenih valova. Slično zračenje je karakteristično za svaki grijani predmet, uključujući običnu bateriju u ljudskom domu. Na principu percepcije infracrvenog zračenja rade brojni uređaji koji omogućavaju da se zagrijana tijela vide u mraku ili u drugim uvjetima koji su neugodni za oči. Inače, kompaktni uređaji koji su postali toliko popularni u posljednje vrijeme rade na sličnom principu za procjenu kroz koja područja zgrade dolazi do najvećih gubitaka topline. Ovi mehanizmi su posebno rasprostranjeni među graditeljima, kao i vlasnicima privatnih kuća, jer pomažu u prepoznavanju kroz koja područja se gubi toplina, organiziraju njihovu zaštitu i sprječavaju nepotrebnu potrošnju energije.

Ne potcenjujte uticaj sunčevog zračenja u infracrvenom spektru na ljudsko telo samo zato što naše oči ne mogu da percipiraju takve talase. Konkretno, zračenje se aktivno koristi u medicini, jer omogućava povećanje koncentracije leukocita u krvožilnom sistemu, kao i normalizaciju protoka krvi povećanjem lumena krvnih žila. Uređaji bazirani na IR spektru koriste se kao profilaktička sredstva protiv kožnih patologija, terapijski kod upalnih procesa u akutnim i kroničnim oblicima. Najmoderniji lijekovi pomažu u rješavanju koloidnih ožiljaka i trofičnih rana.

Ovo je zanimljivo

Na osnovu proučavanja faktora sunčevog zračenja, bilo je moguće stvoriti zaista jedinstvene uređaje nazvane termografi. Omogućuju pravovremeno otkrivanje raznih bolesti koje se ne mogu otkriti drugim sredstvima. Ovako možete pronaći rak ili krvni ugrušak. IR donekle štiti od ultraljubičastog zračenja, opasnog za organski život, što je omogućilo korištenje valova ovog spektra za vraćanje zdravlja astronauta koji su dugo bili u svemiru.

Priroda oko nas i dan-danas je tajanstvena, to se odnosi i na zračenje različitih talasnih dužina. Konkretno, infracrveno svjetlo još uvijek nije temeljito proučeno. Naučnici znaju da njegova nepravilna upotreba može naštetiti zdravlju. Stoga je neprihvatljivo koristiti opremu koja stvara takvo svjetlo za liječenje gnojnih upaljenih područja, krvarenja i malignih neoplazmi. Infracrveni spektar je kontraindiciran za osobe koje pate od disfunkcije srca i krvnih sudova, uključujući i one koji se nalaze u mozgu.

Vidljivo svjetlo

Jedan od elemenata ukupnog sunčevog zračenja je svjetlost vidljiva ljudskom oku. Zraci talasa putuju u ravnim linijama, tako da se ne preklapaju. Svojevremeno je ovo postalo tema velikog broja naučnih radova: naučnici su krenuli da shvate zašto je toliko nijansi oko nas. Pokazalo se da ključni parametri svjetla igraju ulogu:

• refrakcija;
• refleksija;
• apsorpcija.

Kako su naučnici otkrili, objekti sami nisu u stanju da budu izvori vidljive svetlosti, ali mogu apsorbovati zračenje i reflektovati ga. Uglovi refleksije i frekvencije talasa variraju. Tokom mnogih vekova, čovekova sposobnost da vidi se postepeno poboljšavala, ali određena ograničenja su posledica biološke strukture oka: retina je takva da može da percipira samo određene zrake reflektovanih svetlosnih talasa. Ovo zračenje je mali jaz između ultraljubičastih i infracrvenih talasa.

Brojne radoznale i misteriozne karakteristike svjetlosti ne samo da su postale tema mnogih radova, već su bile i osnova za nastanak nove fizičke discipline. Istovremeno su se pojavile nenaučne prakse i teorije, čiji pristaše vjeruju da boja može utjecati na fizičko stanje i psihu osobe. Na osnovu takvih pretpostavki, ljudi se okružuju predmetima koji im najviše prijaju, čineći svakodnevni život ugodnijim.

Ultraviolet

Jednako važan aspekt ukupnog sunčevog zračenja je ultraljubičasto zračenje, formirano od talasa velike, srednje i kratke dužine. One se međusobno razlikuju kako po fizičkim parametrima tako i po karakteristikama njihovog utjecaja na oblike organskog života. Dugi ultraljubičasti talasi, na primjer, uglavnom se raspršuju u atmosferskim slojevima, a samo mali postotak dopire do površine zemlje. Što je valna dužina kraća, takvo zračenje dublje može prodrijeti u ljudsku (i ne samo) kožu.

S jedne strane, ultraljubičasto zračenje je opasno, ali bez njega je nemoguće postojanje raznolikog organskog života. Ovo zračenje je odgovorno za stvaranje kalciferola u organizmu, a ovaj element je neophodan za izgradnju koštanog tkiva. UV spektar je moćna prevencija rahitisa i osteohondroze, što je posebno važno u djetinjstvu. Osim toga, takvo zračenje:

• normalizira metabolizam;
• aktivira proizvodnju esencijalnih enzima;
• pojačava regenerativne procese;
• stimulira protok krvi;
• širi krvne sudove;
• stimuliše imuni sistem;
• dovodi do stvaranja endorfina, što znači da se smanjuje nervozna prenadraženost.

ali s druge strane

Gore je navedeno da je ukupno sunčevo zračenje količina zračenja koja dopire do površine planete i raspršuje se u atmosferi. Shodno tome, element ovog volumena je ultraljubičasta svih dužina. Mora se imati na umu da ovaj faktor ima i pozitivne i negativne efekte na organski život. Sunčanje, iako je često korisno, može biti izvor opasnosti po zdravlje. Pretjerano izlaganje direktnoj sunčevoj svjetlosti, posebno u uslovima povećane sunčeve aktivnosti, štetno je i opasno. Dugotrajni efekti na organizam, kao i previsoka aktivnost zračenja, uzrokuju:

• opekotine, crvenilo;
• oteklina;
• hiperemija;
• toplota;
• mučnina;
• povraćanje.

Dugotrajno ultraljubičasto zračenje izaziva poremećaje apetita, funkcionisanja centralnog nervnog sistema i imunog sistema. Osim toga, počinje da me boli glava. Opisani simptomi su klasične manifestacije sunčanice. Sama osoba ne može uvijek shvatiti šta se dešava - stanje se postepeno pogoršava. Ako se primijeti da se neko u blizini osjeća loše, treba mu pružiti prvu pomoć. Shema je sljedeća:

• pomažu da se pređe sa direktnog svetla na hladno, zasjenjeno mjesto;
• stavite pacijenta na leđa tako da su mu noge više od glave (to će pomoći normalizaciji protoka krvi);
• ohladite vrat i lice vodom, a na čelo stavite hladan oblog;
• otkopčajte kravatu, pojas, skinite usku odjeću;
• pola sata nakon napada dajte piti hladnu vodu (malu količinu).

Ako žrtva izgubi svijest, važno je odmah potražiti pomoć ljekara. Tim hitne pomoći će osobu premjestiti na sigurno i dati joj injekciju glukoze ili vitamina C. Lijek se daje u venu.

Kako pravilno pocrniti?

Kako ne biste iz vlastitog iskustva naučili koliko može biti neugodna prekomjerna količina sunčevog zračenja dobivenog sunčanjem, važno je pridržavati se pravila sigurnog provođenja vremena na suncu. Ultraljubičasto svjetlo pokreće proizvodnju melanina, hormona koji pomaže koži da se zaštiti od negativnih utjecaja valova. Pod uticajem ove supstance koža postaje tamnija, a nijansa postaje brončana. Do danas se nastavljaju rasprave o tome koliko je to korisno i štetno za ljude.

S jedne strane, sunčanje je pokušaj tijela da se zaštiti od prekomjernog izlaganja zračenju. To povećava vjerojatnost nastanka malignih neoplazmi. S druge strane, sunčanje se smatra modernim i lijepim. Kako biste rizike za sebe sveli na najmanju moguću mjeru, pametno je prije nego što započnete procedure na plaži razumjeti zašto je količina sunčevog zračenja primljena tokom sunčanja opasna i kako rizike za sebe svesti na minimum. Da bi iskustvo bilo što prijatnije, sunčači treba da:

• piti puno vode;
• koristiti proizvode za zaštitu kože;
• sunčati se uveče ili ujutro;
• ne provodite više od sat vremena na direktnom suncu;
• ne piti alkohol;
• uvrstite na jelovnik namirnice bogate selenom, tokoferolom i tirozinom. Ne zaboravite na beta-karoten.

Važnost sunčevog zračenja za ljudski organizam je izuzetno velika, kako pozitivne tako i negativne aspekte ne treba zanemariti. Treba imati na umu da različiti ljudi imaju biohemijske reakcije sa individualnim karakteristikama, pa za neke pola sata sunčanja može biti opasno. Pametno je da se prije sezone na plaži posavjetujete s liječnikom kako biste procijenili tip i stanje vaše kože. To će pomoći u sprečavanju štete po zdravlje.

Ako je moguće, sunčanje treba izbjegavati u starijoj dobi, tokom trudnoće. Bolesti raka, mentalni poremećaji, kožne patologije i nedovoljno funkcioniranje srca ne kombiniraju se sa sunčanjem.

Ukupna radijacija: gdje je manjak?

Proces distribucije sunčevog zračenja je prilično zanimljiv za razmatranje. Kao što je gore spomenuto, samo oko polovina svih valova može doći do površine planete. Gdje idu ostali? Različiti slojevi atmosfere i mikroskopske čestice od kojih se formiraju igraju ulogu. Impresivan dio, kako je navedeno, apsorbuje ozonski omotač - to su sve valovi čija je dužina manja od 0,36 mikrona. Osim toga, ozon je sposoban apsorbirati neke vrste valova iz spektra vidljivog ljudskom oku, odnosno raspona od 0,44-1,18 mikrona.

Ultraljubičasto svjetlo se u određenoj mjeri apsorbira slojem kisika. Ovo je tipično za zračenje s talasnom dužinom od 0,13-0,24 mikrona. Ugljični dioksid i vodena para mogu apsorbirati mali postotak infracrvenog spektra. Atmosferski aerosol apsorbira dio (IR spektar) ukupne količine sunčevog zračenja.

Talasi iz kratke kategorije su raspršeni u atmosferi zbog prisustva mikroskopskih nehomogenih čestica, aerosola i oblaka. Nehomogeni elementi, čestice čije su dimenzije manje od valne dužine, izazivaju molekularno rasipanje, a veće karakteriše pojava koju opisuje indikatriksa, odnosno aerosol.

Preostala količina sunčevog zračenja stiže do površine Zemlje. Kombinira direktno zračenje i raspršeno zračenje.

Ukupno zračenje: važni aspekti

Ukupna vrijednost je količina sunčevog zračenja primljenog na teritoriju, kao i apsorbiranog u atmosferi. Ako na nebu nema oblaka, ukupna količina zračenja zavisi od geografske širine područja, nadmorske visine nebeskog tijela, vrste zemljine površine u ovoj oblasti i nivoa prozirnosti zraka. Što je više čestica aerosola raspršeno u atmosferi, to je niže direktno zračenje, ali se udio raspršenog zračenja povećava. Normalno, u odsustvu oblaka, rasejana radijacija je jedna četvrtina ukupne radijacije.

Naša zemlja je jedna od sjevernijih, pa je veći dio godine u južnim krajevima radijacija znatno veća nego u sjevernim. To je zbog položaja zvijezde na nebu. Ali kratak vremenski period od maja do jula je jedinstven period kada je čak i na severu ukupna radijacija prilično impresivna, pošto je sunce visoko na nebu, a trajanje dnevnog svetla je duže nego u drugim mesecima godine. Štaviše, u proseku, u azijskoj polovini zemlje, u nedostatku oblaka, ukupna radijacija je značajnija nego na zapadu. Maksimalna jačina talasnog zračenja javlja se u podne, a godišnji maksimum u junu, kada je sunce najviše na nebu.

Ukupno sunčevo zračenje je količina sunčeve energije koja stiže do naše planete. Mora se imati na umu da različiti atmosferski faktori dovode do toga da je godišnja količina ukupne radijacije manja nego što bi mogla biti. Najveća razlika između stvarno uočenog i maksimalno mogućeg je tipična za dalekoistočne regije ljeti. Monsuni izazivaju izuzetno gustu naoblaku, pa se ukupna radijacija smanjuje za otprilike polovinu.

Radoznao da znam

Najveći procenat maksimalno moguće izloženosti sunčevoj energiji se zapravo (na 12 mjeseci) opaža na jugu zemlje. Brojka dostiže 80%.

Oblačnost ne rezultira uvijek istom količinom raspršenja sunčevog zračenja. Oblik oblaka i karakteristike solarnog diska u određenom trenutku igraju ulogu. Ako je otvoren, tada naoblačenje uzrokuje smanjenje direktnog zračenja, dok se raspršeno zračenje naglo povećava.

Mogu postojati i dani kada je direktno zračenje približno iste jačine kao i raspršeno zračenje. Ukupna dnevna vrijednost može biti čak i veća od radijacije karakteristične za dan potpuno bez oblaka.

Prilikom računanja za 12 mjeseci posebnu pažnju treba obratiti na astronomske pojave jer one određuju opšte numeričke pokazatelje. Istovremeno, naoblačenje dovodi do činjenice da se maksimum zračenja zapravo može primijetiti ne u junu, već mjesec dana ranije ili kasnije.

Radijacija u svemiru

Od granice magnetosfere naše planete i dalje u svemir, sunčevo zračenje postaje faktor povezan sa smrtnom opasnošću za ljude. Davne 1964. godine objavljen je važan naučno-popularni rad o metodama zaštite. Njegovi autori bili su sovjetski naučnici Kamanjin i Bubnov. Poznato je da za osobu doza zračenja sedmično ne bi trebala biti veća od 0,3 rendgena, dok za godinu dana - unutar 15 R. Za kratkotrajno izlaganje, granica za osobu je 600 R. Letovi u svemir, posebno u uslovima nepredvidive sunčeve aktivnosti, može biti praćeno značajnom izloženošću astronauta, što zahteva preduzimanje dodatnih zaštitnih mera protiv talasa različitih dužina.

Prošlo je više od jedne decenije od misija Apolo, tokom kojih su testirane metode zaštite i proučavani faktori koji utiču na zdravlje ljudi, ali naučnici do danas ne mogu pronaći efikasne, pouzdane metode za predviđanje geomagnetnih oluja. Možete napraviti prognozu na osnovu sati, ponekad za nekoliko dana, ali čak i za sedmičnu pretpostavku, šanse za implementaciju nisu veće od 5%. Sunčev vetar je još nepredvidiviji fenomen. Sa vjerovatnoćom od jedan od tri, astronauti koji kreću na novu misiju mogu se naći u snažnim tokovima radijacije. To čini pitanje kako istraživanja tako i predviđanja karakteristika zračenja i razvoja metoda zaštite od njega još važnijim.

Zasljepljujući disk sunca oduvijek je uzbuđivao umove ljudi i služio kao plodna tema za legende i mitove. Od davnina ljudi su nagađali o njegovom uticaju na Zemlju. Koliko su naši daleki preci bili bliski istini. Energiji zračenja Sunca dugujemo postojanje života na Zemlji.

Šta je radioaktivno zračenje naše zvijezde i kako ono utiče na zemaljske procese?

Šta je sunčevo zračenje

Sunčevo zračenje je ukupnost sunčeve materije i energije koja ulazi u Zemlju. Energija putuje u obliku elektromagnetnih talasa brzinom od 300 hiljada kilometara u sekundi, prolazi kroz atmosferu i stiže do Zemlje za 8 minuta. Raspon talasa koji učestvuju u ovom "maratonu" je veoma širok - od radio talasa do rendgenskih zraka, uključujući i vidljivi deo spektra. Zemljina površina je pod uticajem direktnih i raspršenih sunčevih zraka iz Zemljine atmosfere. To je rasipanje plavo-plavih zraka u atmosferi ono što objašnjava plavetnilo neba po vedrom danu. Žuto-narandžasta boja solarnog diska nastaje zbog činjenice da odgovarajući valovi prolaze gotovo bez raspršivanja.

Sa zakašnjenjem od 2-3 dana, "solarni vjetar" stiže do Zemlje, koja je nastavak solarne korone i sastoji se od jezgara atoma lakih elemenata (vodika i helijuma), kao i elektrona. Sasvim je prirodno da sunčevo zračenje ima snažan uticaj na ljudski organizam.

Uticaj sunčevog zračenja na ljudski organizam

Elektromagnetski spektar sunčevog zračenja sastoji se od infracrvenog, vidljivog i ultraljubičastog dijela. Budući da njihovi kvanti imaju različite energije, oni imaju različite efekte na osobu.

unutrašnje osvetljenje

Higijenski značaj sunčevog zračenja je također izuzetno velik. Budući da je vidljiva svjetlost odlučujući faktor u dobivanju informacija o vanjskom svijetu, potrebno je osigurati dovoljan nivo osvjetljenja u prostoriji. Njegova regulacija se provodi u skladu sa SNiP-om, koji se za sunčevo zračenje izrađuje uzimajući u obzir svjetlosne i klimatske karakteristike različitih geografskih zona i uzimaju se u obzir pri projektovanju i izgradnji različitih objekata.

Čak i površna analiza elektromagnetnog spektra sunčevog zračenja dokazuje koliki je uticaj ove vrste zračenja na ljudski organizam.

Raspodjela sunčevog zračenja na Zemljinoj teritoriji

Ne dolazi svo zračenje koje dolazi od Sunca do površine Zemlje. A za to postoji mnogo razloga. Zemlja nepokolebljivo odbija napade onih zraka koje su destruktivne za njenu biosferu. Ovu funkciju obavlja ozonski štit naše planete, sprječavajući prolazak najagresivnijeg dijela ultraljubičastog zračenja. Atmosferski filter u obliku vodene pare, ugljičnog dioksida i čestica prašine suspendiranih u zraku u velikoj mjeri reflektira, raspršuje i apsorbira sunčevo zračenje.

Onaj njen dio koji je savladao sve ove prepreke pada na površinu zemlje pod različitim uglovima, u zavisnosti od geografske širine područja. Sunčeva toplina koja daje život neravnomjerno je raspoređena po teritoriji naše planete. Kako se visina Sunca mijenja tokom cijele godine iznad horizonta, mijenja se i masa zraka kroz koju prolaze sunčeve zrake. Sve to utiče na distribuciju intenziteta sunčevog zračenja širom planete. Opća tendencija je sljedeća: ovaj parametar se povećava od pola prema ekvatoru, jer što je veći upadni ugao zraka, to više topline pada po jedinici površine.

Mape solarnog zračenja omogućavaju vam da imate sliku distribucije intenziteta sunčevog zračenja na Zemljinoj teritoriji.

Uticaj sunčevog zračenja na klimu Zemlje

Infracrvena komponenta sunčevog zračenja ima odlučujući uticaj na klimu Zemlje.

Jasno je da se to dešava samo kada je Sunce iznad horizonta. Ovaj uticaj zavisi od udaljenosti naše planete od Sunca, koja se menja tokom godine. Zemljina orbita je elipsa unutar koje se nalazi Sunce. Na godišnjem putu oko Sunca, Zemlja se ili udaljava od svog svjetiljka ili mu se približava.

Osim promjene udaljenosti, količina radijacije koja dopire do Zemlje određena je nagibom Zemljine ose prema orbitalnoj ravni (66,5°) i promjenom godišnjih doba koju ona uzrokuje. Ljeti je veći nego zimi. Na ekvatoru ovaj faktor ne postoji, ali kako se širina mjesta posmatranja povećava, jaz između ljeta i zime postaje značajan.

U procesima koji se dešavaju na Suncu dešavaju se sve vrste kataklizmi. Njihov uticaj je delimično nadoknađen ogromnim udaljenostima, zaštitnim svojstvima zemljine atmosfere i Zemljinog magnetnog polja.

Kako se zaštititi od sunčevog zračenja

Infracrvena komponenta sunčevog zračenja je željena toplina kojoj se stanovnici srednjih i sjevernih geografskih širina raduju tokom svih ostalih godišnjih doba. Sunčevo zračenje kao zdravstveni faktor koriste i zdravi i bolesni ljudi.

Međutim, ne smijemo zaboraviti da je toplota, kao i ultraljubičasto zračenje, vrlo jak iritant. Zloupotreba njihovog djelovanja može dovesti do opekotina, općeg pregrijavanja tijela, pa čak i do pogoršanja kroničnih bolesti. Prilikom sunčanja treba se pridržavati pravila koja su provjerena životom. Posebno treba biti oprezan kada se sunčate u vedrim sunčanim danima. Dojenčad i starije osobe, bolesnici s kroničnom tuberkulozom i problemima sa kardiovaskularnim sistemom trebali bi se zadovoljiti difuznim sunčevim zračenjem u hladu. Ovo ultraljubičasto svjetlo je sasvim dovoljno da zadovolji potrebe tijela.

Čak i mlade ljude koji nemaju posebnih zdravstvenih problema treba zaštititi od sunčevog zračenja.

Sada se pojavio pokret čiji se aktivisti protive sunčanju. I ne uzalud. Preplanula koža je nesumnjivo prelepa. Ali melanin koji proizvodi tijelo (ono što nazivamo sunčanjem) je njegova zaštitna reakcija na izlaganje sunčevom zračenju. Nema koristi od sunčanja! Postoje čak i dokazi da sunčanje skraćuje život, budući da zračenje ima kumulativno svojstvo - akumulira se tokom života.

Ako je situacija tako ozbiljna, potrebno je savjesno slijediti pravila koja propisuju kako se zaštititi od sunčevog zračenja:

• strogo ograničite vrijeme sunčanja i radite to samo u sigurnim satima;
• kada ste na aktivnom suncu, nosite šešir širokog oboda, zatvorenu odjeću, sunčane naočale i kišobran;
• Koristite samo visokokvalitetne kreme za sunčanje.

Da li je sunčevo zračenje opasno za ljude u svako doba godine? Količina sunčevog zračenja koja dopire do Zemlje povezana je sa promjenom godišnjih doba. Na srednjim geografskim širinama ljeti je 25% više nego zimi. Na ekvatoru nema razlike, ali kako se širina mjesta posmatranja povećava, ova razlika se povećava. To je zbog činjenice da je naša planeta nagnuta pod uglom od 23,3 stepena u odnosu na sunce. Zimi je nisko iznad horizonta i osvjetljava tlo samo kliznim zracima, koji manje zagrijavaju osvijetljenu površinu. Ovakav položaj zraka uzrokuje njihovu distribuciju na većoj površini, što smanjuje njihov intenzitet u odnosu na ljetni strm pad. Osim toga, prisustvo oštrog ugla kada zraci prolaze kroz atmosferu "produžuje" njihov put, uzrokujući da gube više topline. Ova okolnost smanjuje uticaj sunčevog zračenja zimi.

Sunce je zvijezda koja je izvor topline i svjetlosti za našu planetu. On "kontroliše" klimu, promjenu godišnjih doba i stanje cijele biosfere Zemlje. I samo poznavanje zakona ovog moćnog uticaja omogućiće nam da ovaj životvorni dar koristimo za dobrobit zdravlja ljudi.

Sjajna zvijezda nas spaljuje vrelim zracima i tjera nas da razmišljamo o značenju zračenja u našim životima, njegovim koristima i štetnostima. Šta je sunčevo zračenje? Školski čas fizike sugerira da se prvo upoznamo s konceptom elektromagnetnog zračenja općenito. Ovaj termin označava još jedan oblik materije - različit od supstance. Ovo uključuje i vidljivu svjetlost i spektar koji oko ne percipira. Odnosno rendgenski, gama zraci, ultraljubičasto i infracrveno.

Elektromagnetski talasi

U prisustvu izvora-emitera zračenja, njegovi elektromagnetski valovi se šire u svim smjerovima brzinom svjetlosti. Ovi valovi, kao i svaki drugi, imaju određene karakteristike. To uključuje frekvenciju vibracije i talasnu dužinu. Svako tijelo čija se temperatura razlikuje od apsolutne nule ima svojstvo emitiranja zračenja.

Sunce je glavni i najmoćniji izvor zračenja u blizini naše planete. Zauzvrat, sama Zemlja (njena atmosfera i površina) emituje zračenje, ali u drugom opsegu. Promatranje temperaturnih uslova na planeti tokom dugih vremenskih perioda dovelo je do hipoteze o ravnoteži u količini toplote primljene od Sunca i ispuštene u svemir.

Sunčevo zračenje: spektralni sastav

Apsolutna većina (oko 99%) sunčeve energije u spektru leži u opsegu talasnih dužina od 0,1 do 4 mikrona. Preostalih 1% su zraci duže i kraće dužine, uključujući radio talase i rendgenske zrake. Otprilike polovina sunčeve energije zračenja dolazi iz spektra koji opažamo našim očima, otprilike 44% iz infracrvenog zračenja, a 9% iz ultraljubičastog zračenja. Kako znamo kako se dijeli sunčevo zračenje? Proračun njegove distribucije moguć je zahvaljujući studijama sa svemirskih satelita.

Postoje supstance koje mogu ući u posebno stanje i emitovati dodatno zračenje različitog opsega talasnih dužina. Na primjer, sjaj se javlja na niskim temperaturama, koje nisu tipične za emisiju svjetlosti date supstance. Ova vrsta zračenja, nazvana luminiscentna, ne odgovara uobičajenim principima toplotnog zračenja.

Fenomen luminescencije nastaje nakon što supstanca apsorbira određenu količinu energije i prijeđe u drugo stanje (tzv. pobuđeno stanje), koje ima veću energiju nego na vlastitoj temperaturi tvari. Luminescencija se pojavljuje tokom obrnutog prijelaza - iz uzbuđenog stanja u poznato stanje. U prirodi ga možemo posmatrati u obliku sjaja noćnog neba i aurore borealis.

Naše svetlo

Energija sunčevih zraka je gotovo jedini izvor toplote za našu planetu. Njegovo vlastito zračenje koje dolazi iz njegovih dubina na površinu ima intenzitet koji je približno 5 hiljada puta manji. Istovremeno, vidljiva svjetlost – jedan od najvažnijih faktora života na planeti – samo je dio sunčevog zračenja.

Energija sunčevih zraka pretvara se u toplotu, manjim dijelom - u atmosferi, a većim dijelom - na površini Zemlje. Tamo se troši na zagrijavanje vode i tla (gornjih slojeva), koji zatim odaju toplinu u zrak. Zagrevajući se, atmosfera i Zemljina površina, zauzvrat, emituju infracrvene zrake u svemir, dok se hlade.

Sunčevo zračenje: definicija

Zračenje koje dolazi na površinu naše planete direktno sa solarnog diska obično se naziva direktnim sunčevim zračenjem. Sunce ga širi na sve strane. Uzimajući u obzir ogromnu udaljenost od Zemlje do Sunca, direktno sunčevo zračenje u bilo kojoj tački na zemljinoj površini može se predstaviti kao snop paralelnih zraka čiji je izvor gotovo beskonačan. Područje koje se nalazi okomito na zrake sunčeve svjetlosti tako prima najveću količinu.

Gustina toka zračenja (ili ozračenost) je mjera količine zračenja koja pada na određenu površinu. Ovo je količina energije zračenja koja pada u jedinici vremena po jedinici površine. Ova količina se mjeri - ozračenost - u W/m2. Naša Zemlja, kao što svi znaju, kruži oko Sunca po elipsoidnoj orbiti. Sunce se nalazi u jednom od žarišta ove elipse. Stoga svake godine u određeno vrijeme (početkom januara) Zemlja zauzima položaj najbliži Suncu, au drugom (početkom jula) - najdalji od njega. U ovom slučaju, količina energetskog osvjetljenja mijenja se obrnuto proporcionalno kvadratu udaljenosti do svjetiljke.

Kuda odlazi sunčevo zračenje koje stiže do Zemlje? Njegove vrste određuju mnogi faktori. U zavisnosti od geografske širine, vlažnosti, oblačnosti, dio se raspršuje u atmosferi, dio se apsorbira, ali većina ipak dospijeva na površinu planete. U ovom slučaju, mala količina se reflektuje, a glavnu količinu apsorbuje zemljina površina, pod čijim uticajem se zagrijava. Raspršeno sunčevo zračenje također djelimično pada na površinu zemlje, djelimično se apsorbira i djelimično odbija. Ostatak odlazi u svemir.

Kako se distribucija odvija?

Da li je sunčevo zračenje ujednačeno? Njegove vrste nakon svih "gubitaka" u atmosferi mogu se razlikovati po svom spektralnom sastavu. Na kraju krajeva, zraci različitih dužina se i raspršuju i apsorbuju na različite načine. U prosjeku, atmosfera apsorbira oko 23% svoje prvobitne količine. Otprilike 26% ukupnog fluksa pretvara se u raspršeno zračenje, od čega 2/3 zatim pogađa Zemlju. U suštini, ovo je druga vrsta zračenja, drugačija od prvobitne. Raspršeno zračenje na Zemlju ne šalje Sunčev disk, već nebeski svod. Ima drugačiji spektralni sastav.

Apsorbuje zračenje uglavnom od ozona – vidljivog spektra i ultraljubičastih zraka. Infracrveno zračenje apsorbira ugljični dioksid (ugljični dioksid), kojeg je, inače, vrlo malo u atmosferi.

Rasipanje zračenja, koje ga slabi, javlja se za bilo koju talasnu dužinu u spektru. U tom procesu, njegove čestice, koje potpadaju pod elektromagnetski utjecaj, redistribuiraju energiju upadnog vala u svim smjerovima. To jest, čestice služe kao tačkasti izvori energije.

Dnevno svjetlo

Zbog raspršivanja, svjetlost koja dolazi od sunca mijenja boju kada prolazi kroz slojeve atmosfere. Praktični značaj raspršivanja je stvaranje dnevne svjetlosti. Kada bi Zemlja bila lišena atmosfere, osvjetljenje bi postojalo samo na mjestima gdje direktni ili reflektirani zraci sunca udaraju o površinu. Odnosno, atmosfera je izvor osvjetljenja tokom dana. Zahvaljujući njemu, svetlo je i na mestima nepristupačnim direktnim zracima i kada je sunce skriveno iza oblaka. To je rasipanje koje daje boju vazduhu - vidimo nebo plavo.

Od čega još zavisi sunčevo zračenje? Faktor zamućenosti ne treba zanemariti. Uostalom, zračenje je oslabljeno na dva načina - samom atmosferom i vodenom parom, kao i raznim nečistoćama. Nivo prašine se povećava ljeti (kao i sadržaj vodene pare u atmosferi).

Ukupno zračenje

Odnosi se na ukupnu količinu radijacije koja pada na površinu zemlje, direktnog i difuznog. Ukupno sunčevo zračenje se smanjuje tokom oblačnog vremena.

Iz tog razloga, ljeti je ukupna radijacija u prosjeku veća prije podne nego poslije njega. I u prvoj polovini godine - više nego u drugoj.

Šta se dešava sa ukupnim zračenjem na površini Zemlje? Kada tamo stigne, uglavnom se apsorbira u gornji sloj zemlje ili vode i pretvara se u toplinu, dok se dio odbija. Stepen refleksije zavisi od prirode zemljine površine. Indikator koji izražava postotak reflektovanog sunčevog zračenja prema ukupnoj količini koja pada na površinu naziva se površinski albedo.

Koncept samozračenja zemljine površine odnosi se na dugotalasno zračenje koje emituju vegetacija, snježni pokrivač, gornji slojevi vode i tla. Ravnoteža radijacije površine je razlika između apsorbirane i emitovane količine.

Efektivno zračenje

Dokazano je da je kontra zračenje gotovo uvijek manje od zemaljskog zračenja. Zbog toga površina zemlje trpi gubitke toplote. Razlika između vrijednosti vlastitog zračenja površine i atmosferskog zračenja naziva se efektivno zračenje. To je zapravo neto gubitak energije i, kao rezultat, topline noću.

Postoji i tokom dana. Ali tokom dana se djelomično nadoknađuje ili čak pokriva apsorbovanim zračenjem. Zbog toga je površina zemlje toplija danju nego noću.

O geografskoj distribuciji zračenja

Sunčevo zračenje na Zemlji je neravnomjerno raspoređeno tokom cijele godine. Njegova distribucija je zonalne prirode, a izolinije (tačke spajanja jednakih vrijednosti) fluksa zračenja uopće nisu identične kružnim širinama. Ovo neslaganje je uzrokovano različitim nivoima oblačnosti i prozirnosti atmosfere u različitim dijelovima svijeta.

Ukupna sunčeva radijacija tokom cijele godine najveća je u suptropskim pustinjama sa djelomično oblačnom atmosferom. Mnogo je manje u šumskim područjima ekvatorijalnog pojasa. Razlog tome je povećana oblačnost. Prema oba pola ovaj indikator opada. Ali u području polova ponovo raste - na sjevernoj hemisferi je manje, u području snježnog i djelomično oblačnog Antarktika - više. Nad površinom okeana, u prosjeku, sunčevo zračenje je manje nego nad kontinentima.

Gotovo svuda na Zemlji površina ima pozitivan radijacijski bilans, odnosno u isto vrijeme je priliv zračenja veći od efektivnog zračenja. Izuzetak su regije Antarktika i Grenlanda sa svojim ledenim visoravnima.

Da li se suočavamo sa globalnim zagrijavanjem?

Ali ovo ne znači godišnje zagrijavanje zemljine površine. Višak apsorbovanog zračenja kompenzuje se curenjem toplote sa površine u atmosferu, koje nastaje pri promeni faze vode (isparavanje, kondenzacija u obliku oblaka).

Dakle, radijaciona ravnoteža kao takva ne postoji na površini Zemlje. Ali postoji termička ravnoteža - opskrba i gubitak topline su uravnoteženi na različite načine, uključujući zračenje.

Distribucija stanja na kartici

Na istim geografskim širinama, ravnoteža zračenja je veća na površini okeana nego iznad kopna. Ovo se može objasniti činjenicom da je sloj koji apsorbuje zračenje u okeanima deblji, dok je istovremeno efektivno zračenje tamo manje zbog hladnoće površine mora u odnosu na kopno.

U pustinjama se primjećuju značajne fluktuacije u amplitudi njegove distribucije. Tamo je bilans niži zbog visokog efektivnog zračenja u suvom vazduhu i uslovima niske oblačnosti. U područjima monsunske klime smanjen je u manjoj mjeri. U toploj sezoni, oblačnost je tamo povećana, a apsorbovano sunčevo zračenje je manje nego u drugim područjima iste geografske širine.

Naravno, glavni faktor od kojeg zavisi prosječno godišnje sunčevo zračenje je geografska širina određenog područja. Rekordne "porcije" ultraljubičastog zračenja idu u zemlje koje se nalaze blizu ekvatora. Ovo je sjeveroistočna Afrika, njena istočna obala, Arapsko poluostrvo, sjever i zapad Australije, dio ostrva Indonezije i zapadna obala Južne Amerike.

U Evropi najveću dozu i svetlosti i zračenja primaju Turska, južna Španija, Sicilija, Sardinija, ostrva Grčke, obala Francuske (južni deo), kao i delovi Italije, Kipra i Krita.

Šta je sa nama?

Ukupna sunčeva radijacija u Rusiji se distribuira, na prvi pogled, neočekivano. Na teritoriji naše zemlje, začudo, nisu crnomorska odmarališta ta koja drže dlan. Najveće doze sunčevog zračenja javljaju se na teritorijama koje graniče sa Kinom i Severnom Zemljom. Općenito, sunčevo zračenje u Rusiji nije posebno intenzivno, što se u potpunosti objašnjava našim sjevernim geografskim položajem. Minimalna količina sunčeve svjetlosti ide u sjeverozapadni region - Sankt Peterburg, zajedno sa okolnim područjima.

Sunčevo zračenje u Rusiji je inferiorno od onog u Ukrajini. Tamo najviše ultraljubičastog zračenja ide na Krim i teritorije iza Dunava, a na drugom mestu su Karpati i južni regioni Ukrajine.

Ukupno (ovo uključuje i direktno i difuzno) sunčevo zračenje koje pada na horizontalnu površinu dato je po mjesecima u posebno izrađenim tabelama za različite teritorije i mjeri se u MJ/m2. Na primjer, sunčevo zračenje u Moskvi kreće se od 31-58 u zimskim mjesecima do 568-615 u ljetnim mjesecima.

O solarnoj insolaciji

Insolacija, ili količina blagotvornog zračenja koja pada na površinu obasjanu suncem, značajno varira na različitim geografskim lokacijama. Godišnja insolacija se obračunava po kvadratnom metru u megavatima. Na primjer, u Moskvi je ova vrijednost 1,01, u Arhangelsku - 0,85, u Astrahanu - 1,38 MW.

Prilikom njegovog određivanja potrebno je uzeti u obzir faktore kao što su doba godine (zimi je manja osvijetljenost i dužina dana), priroda terena (planine mogu blokirati sunce), vremenske prilike karakteristične za to područje - magla, česte kiše i oblačnost. Ravan za prijem svjetlosti može biti orijentisana vertikalno, horizontalno ili koso. Količina insolacije, kao i distribucija sunčevog zračenja u Rusiji, predstavljeni su kao podaci grupirani u tabeli po gradovima i regijama, sa naznakom geografske širine.