Soarele joacă un rol important pentru noi pe Pământ. Oferă planetei și tot ce se află pe ea factori importanți precum lumina și căldura. Dar ce este radiația solară, spectrul luminii solare, cum ne afectează toate acestea pe noi și clima globală în ansamblu?
Ce este radiația solară?
Gândurile rele de obicei vin în minte când te gândești la cuvântul „radiere”. Dar radiația solară este de fapt un lucru foarte bun - este lumina soarelui! Fiecare ființă vie de pe Pământ depinde de el. Este necesar pentru supraviețuire, încălzește planeta, oferă hrană plantelor.
Radiația solară este toată lumina și energia care provine de la soare și există multe forme diferite ale acesteia. În spectrul electromagnetic, se disting diferite tipuri de unde luminoase emise de soare. Sunt ca valurile pe care le vezi în ocean: se mișcă în sus și în jos și dintr-un loc în altul. Spectrul studiului solar poate avea intensități diferite. Distingeradiații ultraviolete, vizibile și infraroșii.
Lumina mișcă energie
Spectrul radiației solare seamănă, în mod figurat, cu o tastatură de pian. Un capăt are note joase, în timp ce celăl alt capăt are note în alte. Același lucru este valabil și pentru spectrul electromagnetic. Un capăt are frecvențe joase, iar celăl alt capăt are frecvențe în alte. Undele de joasă frecvență sunt lungi pentru o anumită perioadă de timp. Acestea sunt lucruri precum radarul, televiziunea și undele radio. Radiațiile de în altă frecvență sunt unde de în altă energie cu o lungime de undă scurtă. Aceasta înseamnă că lungimea de undă în sine este foarte scurtă pentru o anumită perioadă de timp. Acestea sunt, de exemplu, razele gamma, razele X și razele ultraviolete.
Puteți să vă gândiți la asta în felul acesta: undele de joasă frecvență sunt ca urcarea unui deal cu o creștere treptată, în timp ce undele de în altă frecvență sunt ca urcarea rapidă a unui deal abrupt, aproape vertical. Înălțimea fiecărui deal este aceeași. Frecvența undei electromagnetice determină câtă energie transportă. Undele electromagnetice care sunt mai lungi și, prin urmare, cu frecvențe mai joase transportă mult mai puțină energie decât cele cu lungimi de undă mai scurte și frecvențe mai mari.
De aceea razele X și radiațiile ultraviolete pot fi periculoase. Ele transportă atât de multă energie încât, dacă ajung în corpul tău, pot deteriora celulele și pot provoca probleme precum cancerul și modificările ADN-ului. Lucruri precum undele radio și infraroșii, care transportă mult mai puțină energie, nu au nici un efect asupranoi nicio influență. E bine, pentru că cu siguranță nu vrei să te expui în pericol pur și simplu pornind stereo.
Lumina vizibilă, pe care noi și alte animale o putem vedea cu ochii noștri, este situată aproape la mijlocul spectrului. Nu vedem alte valuri, dar asta nu înseamnă că nu sunt acolo. De fapt, insectele pot vedea lumina ultravioletă, dar nu și lumina noastră vizibilă. Florile arată foarte diferit pentru ei decât pentru noi, iar acest lucru îi ajută să știe ce plante să viziteze și de care să stea departe.
Sursa de energie
Luăm lumina soarelui de bună, dar nu trebuie să fie, pentru că, de fapt, toată energia de pe Pământ depinde de această stea mare și strălucitoare din centrul sistemului nostru solar. Și în timp ce suntem în ea, ar trebui să-i mulțumim și atmosferei noastre, deoarece absoarbe o parte din radiație înainte de a ajunge la noi. Este un echilibru important: prea multă lumină solară și Pământul se încălzește, prea puțin și începe să înghețe.
Trecând prin atmosferă, spectrul radiației solare de lângă suprafața Pământului dă energie în diferite forme. Mai întâi, să ne uităm la diferitele modalități de a-l transfera:
- Conductivitatea (conducția) este atunci când energia este transferată din contact direct. Când îți arzi mâna cu o tigaie fierbinte pentru că ai uitat să pui o mănușă de cuptor, asta înseamnă conducție. Vasele de gătit transferă căldura în mână prin contact direct. De asemenea, când picioarele tale ating plăcile reci din baie dimineața, acestea transferă căldura pe podea prin contact direct -conductivitate în acțiune.
- Dissiparea este atunci când energia este transferată prin curenți într-un fluid. Poate fi și gaz, dar procesul este oricum același. Când lichidul este încălzit, moleculele sunt excitate, dispersate și mai puțin dense, astfel încât au tendința de a crește. Pe măsură ce se răcesc, cad din nou, creând o cale de curent celular.
- Radiția (radiația) este atunci când energia este transmisă sub formă de unde electromagnetice. Gândește-te cât de bine este să stai lângă un foc și să simți că căldura binevenită iradiază de la el către tine - asta este radiația. Undele radio, lumina și undele de căldură pot călători dintr-un loc în altul fără ajutorul niciunui materiale.
Spectre de bază ale radiației solare
Soarele are radiații diferite: de la raze X la unde radio. Energia solară este lumină și căldură. Compoziția sa:
- 6-7% lumină UV,
- aproximativ 42% din lumina vizibilă,
- 51% NIR.
Primim energie solară la o intensitate de 1 kilowatt pe metru pătrat la nivelul mării timp de mai multe ore pe zi. Aproximativ jumătate din radiație se află în partea vizibilă cu lungime de undă scurtă a spectrului electromagnetic. Ceal altă jumătate este în infraroșu apropiat și puțin în ultraviolet.
radiație UV
Este radiația ultravioletă din spectrul solar care are o intensitate mai mare decât altele: până la 300-400 nm. Porțiunea din această radiație care nu este absorbită de atmosferăproduce arsuri solare sau arsuri solare pentru persoanele care au stat în lumina soarelui perioade lungi de timp. Radiația UV în lumina soarelui are atât efecte pozitive, cât și negative asupra sănătății. Este o sursă majoră de vitamina D.
Radiații vizibile
Radiația vizibilă în spectrul solar are o intensitate medie. Estimările cantitative ale fluxului și variațiile în distribuția sa spectrală în domeniul vizibil și în infraroșu apropiat ale spectrului electromagnetic sunt de mare interes în studiul impactului solar-terestre. Intervalul de la 380 la 780 nm este vizibil cu ochiul liber.
Motivul este că cea mai mare parte a energiei radiației solare este concentrată în acest interval și determină echilibrul termic al atmosferei Pământului. Lumina soarelui este un factor cheie în procesul de fotosinteză, care este folosit de plante și alte organisme autotrofe pentru a transforma energia luminoasă în energie chimică care poate fi folosită drept combustibil pentru organism.
Radiția infraroșie
Spectrul infraroșu, care se întinde de la 700 nm la 1.000.000 nm (1 mm), conține o parte importantă a radiației electromagnetice care ajunge pe Pământ. Radiația infraroșie din spectrul solar are trei tipuri de intensitate. Oamenii de știință împart acest interval în 3 tipuri în funcție de lungimea de undă:
- A: 700-1400 nm.
- B: 1400-3000 nm.
- C: 3000-1mm.
Concluzie
Multeanimalele (inclusiv oamenii) au o sensibilitate în intervalul de aproximativ 400-700 nm, iar spectrul de viziune a culorilor utilizabil la om, de exemplu, este de aproximativ 450-650 nm. Pe lângă efectele care apar la apus și răsărit, compoziția spectrală se modifică în principal în raport cu modul în care lumina soarelui lovește direct solul.
La fiecare două săptămâni, Soarele furnizează planetei noastre suficientă energie pentru întregul an. În acest sens, radiația solară este considerată din ce în ce mai mult o sursă alternativă de energie.
