Najväčším vstupom je slnečné žiarenie. Vplyv slnečného žiarenia na človeka

Slnečné žiarenie je hlavným klimatickým faktorom a prakticky jediným zdrojom energie pre všetky fyzikálne procesy prebiehajúce na Zemi. zemského povrchu a v jeho atmosfére. Určuje životnú aktivitu organizmov a vytvára jeden alebo iný teplotný režim; vedie k tvorbe oblačnosti a zrážok; je základnou príčinou celkovej cirkulácie atmosféry, čím má obrovský vplyv na ľudský život vo všetkých jeho prejavoch. V stavebníctve a architektúre je slnečné žiarenie najdôležitejším environmentálnym faktorom - od neho závisí orientácia budov, ich konštrukčné, priestorové, koloristické, plastické riešenia a mnohé ďalšie vlastnosti.

Podľa GOST R 55912-2013 "Stavebná klimatológia" sa prijímajú tieto definície a pojmy týkajúce sa slnečného žiarenia:

• priame žiarenie -časť celkového slnečného žiarenia vstupujúceho na povrch vo forme zväzku paralelných lúčov vychádzajúcich priamo z viditeľného slnečného disku;
• rozptýlené slnečné žiarenie- časť celkového slnečného žiarenia prichádzajúceho na povrch z celej oblohy po rozptyle v atmosfére;
• odrazené žiarenie- časť celkového slnečného žiarenia odrazeného od podkladového povrchu (vrátane fasád, striech budov);
• intenzita slnečného žiarenia- množstvo slnečného žiarenia, ktoré prejde za jednotku času jednou oblasťou umiestnenou kolmo na lúče.

Všetky hodnoty slnečného žiarenia v moderných domácich GOST, SP (SNiPs) a ďalších normatívne dokumenty súvisiace s výstavbou a architektúrou sa merajú v kilowattoch za hodinu na 1 m 2 (kW h / m 2). Spravidla sa za časovú jednotku berie mesiac. Ak chcete získať okamžitú (sekundovú) hodnotu výkonu toku slnečného žiarenia (kW / m 2), hodnotu uvedenú za mesiac je potrebné vydeliť počtom dní v mesiaci, počtom hodín v dni a sekundami. v hodinách.

V mnohých skorých vydaniach stavebných predpisov a v mnohých moderných príručkách o klimatológii sú hodnoty slnečného žiarenia uvedené v megajouloch alebo kilokalóriách na m 2 (MJ / m 2, Kcal / m 2). Koeficienty na prepočet týchto veličín z jedného na druhé sú uvedené v dodatku 1.

fyzická osoba. Slnečné žiarenie prichádza na Zem zo Slnka. Slnko je k nám najbližšia hviezda, ktorá je od Zeme vzdialená v priemere 149 450 000 km. Začiatkom júla, keď je Zem najďalej od Slnka („afélium“), sa táto vzdialenosť zväčší na 152 miliónov km a začiatkom januára sa zníži na 147 miliónov km („perihélium“).

Vo vnútri slnečného jadra teplota presahuje 5 miliónov K a tlak je niekoľko miliárd krát väčší ako na Zemi, v dôsledku čoho sa vodík mení na hélium. V priebehu tejto termonukleárnej reakcie sa rodí žiarivá energia, ktorá sa šíri zo Slnka všetkými smermi vo forme elektromagnetických vĺn. Na Zem zároveň prichádza celé spektrum vlnových dĺžok, ktoré sa v meteorológii zvyčajne delí na krátkovlnnú a dlhovlnnú časť. krátke vlny volajte žiarenie v rozsahu vlnových dĺžok od 0,1 do 4 mikrónov (1 mikrón \u003d 10 ~ 6 m). Žiarenie s veľkými dĺžkami (od 4 do 120 mikrónov) sa označuje ako dlhé vlny. Slnečné žiarenie je prevažne krátkovlnné – uvedený rozsah vlnových dĺžok predstavuje 99 % všetkej energie slnečného žiarenia, zatiaľ čo zemský povrch a atmosféra vyžarujú dlhovlnné žiarenie a môžu odrážať iba krátkovlnné žiarenie.

Slnko je zdrojom nielen energie, ale aj svetla. Viditeľné svetlo zaberá úzky rozsah vlnových dĺžok, len od 0,40 do 0,76 mikrónov, no v tomto intervale je obsiahnutých 47 % všetkej energie slnečného žiarenia. Svetlo s vlnovou dĺžkou asi 0,40 µm je vnímané ako fialové, s vlnovou dĺžkou asi 0,76 µm ako červené. Všetky ostatné vlnové dĺžky ľudské oko nevníma; sú pre nás neviditeľné 1 . Infračervené žiarenie (od 0,76 do 4 mikrónov) predstavuje 44% a ultrafialové (od 0,01 do 0,39 mikrónov) - 9% všetkej energie. Maximálna energia v spektre slnečného žiarenia na hornej hranici atmosféry leží v modro-modrej oblasti spektra a v blízkosti zemského povrchu - v žltozelenej.

Kvantitatívna miera slnečného žiarenia vstupujúceho na určitý povrch je energetické osvetlenie, alebo tok slnečného žiarenia, - množstvo žiarivej energie dopadajúcej na jednotku plochy za jednotku času. Maximálne množstvo slnečného žiarenia vstupuje do hornej hranice atmosféry a je charakterizované hodnotou slnečnej konštanty. Slnečná konštanta - je tok slnečného žiarenia na hornej hranici zemskej atmosféry cez oblasť kolmú na slnečné lúče, v priemernej vzdialenosti Zeme od Slnka. Podľa posledných údajov schválených Svetovou meteorologickou organizáciou (WMO) v roku 2007 je táto hodnota 1,366 kW/m 2 (1366 W/m 2).

Oveľa menej slnečného žiarenia dopadá na zemský povrch, pretože ako sa pohybuje slnečné lúče cez atmosféru žiarenie prechádza radom významných zmien. Časť je absorbovaná atmosférickými plynmi a aerosólmi a prechádza do tepla, t.j. ide ohrievať atmosféru a časť je rozptýlená a prechádza do špeciálnej formy difúzneho žiarenia.

Proces prevzatiažiarenie v atmosfére je selektívne - rôzne plyny ho pohlcujú rôznych oblastiach spektre a v rôznej miere. Hlavnými plynmi, ktoré pohlcujú slnečné žiarenie, sú vodná para (H 2 0), ozón (0 3) a oxid uhličitý (CO 2). Napríklad, ako už bolo spomenuté vyššie, stratosférický ozón úplne absorbuje žiarenie škodlivé pre živé organizmy s vlnovými dĺžkami kratšími ako 0,29 mikrónu, a preto je ozónová vrstva prirodzeným štítom pre existenciu života na Zemi. V priemere ozón pohltí asi 3 % slnečného žiarenia. V červenej a infračervenej oblasti spektra vodná para najvýraznejšie pohlcuje slnečné žiarenie. V rovnakej oblasti spektra sú však absorpčné pásy oxidu uhličitého

Viac podrobností o svetle a farbe je diskutované v iných častiach disciplíny "Architektonická fyzika".

vo všeobecnosti je jeho absorpcia priameho žiarenia malá. Pohlcovanie slnečného žiarenia prebieha tak aerosólmi prírodného, ​​ako aj antropogénneho pôvodu, obzvlášť silno časticami sadzí. Celkovo asi 15 % slnečného žiarenia pohltí vodná para a aerosóly a asi 5 % oblaky.

Rozptyľovaniežiarenie je fyzikálny proces interakcie medzi elektromagnetickým žiarením a hmotou, počas ktorého molekuly a atómy absorbujú časť žiarenia a potom ho znova vyžarujú do všetkých smerov. Ide o veľmi dôležitý proces, ktorý závisí od pomeru veľkosti rozptylujúcich častíc a vlnovej dĺžky dopadajúceho žiarenia. V absolútne čistom vzduchu, kde rozptyl vytvárajú iba molekuly plynu, poslúcha Rayleighov zákon, t.j. nepriamo úmerné štvrtej mocnine vlnovej dĺžky rozptýlených lúčov. Modrá farba oblohy je teda farbou vzduchu samotného v dôsledku rozptylu slnečného svetla v ňom, pretože fialové a modré lúče sú rozptýlené vzduchom oveľa lepšie ako oranžové a červené.

Ak sú vo vzduchu častice, ktorých rozmery sú porovnateľné s vlnovou dĺžkou žiarenia – aerosóly, kvapôčky vody, ľadové kryštály – potom rozptyl nebude spĺňať Rayleighov zákon a rozptýlené žiarenie nebude také bohaté na lúče s krátkou vlnovou dĺžkou. Na časticiach s priemerom väčším ako 1-2 mikróny nedôjde k rozptylu, ale difúzny odraz, ktorý určuje belavú farbu oblohy.

Rozptyl zohráva obrovskú úlohu pri tvorbe prirodzeného svetla: v neprítomnosti Slnka počas dňa vytvára rozptýlené (difúzne) svetlo. Ak by neexistoval rozptyl, bolo by svetlo len tam, kde by dopadalo priame slnečné svetlo. S týmto javom súvisí aj súmrak a úsvit, farba oblakov pri východe a západe slnka.

Slnečné žiarenie teda dopadá na zemský povrch vo forme dvoch prúdov: priameho a difúzneho žiarenia.

priame žiarenie(5) prichádza na zemský povrch priamo zo slnečného disku. V tomto prípade bude maximálne možné množstvo žiarenia prijímať jediné miesto umiestnené kolmo na slnečné lúče (5). za jednotku horizontálne povrch bude mať menšie množstvo žiarivej energie Y, tiež tzv slnečné žiarenie:

Y \u003d? -8shA 0, (1,1)

kde a 0- Výška slnka nad horizontom, ktorá určuje uhol dopadu slnečných lúčov na vodorovnú plochu.

rozptýlené žiarenie(/)) prichádza na zemský povrch zo všetkých bodov nebeskej klenby, s výnimkou slnečného disku.

Všetko slnečné žiarenie dopadajúce na zemský povrch je tzv celkové slnečné žiarenie (0:

• (1.2)
• 0 = + /) = A 0+ /).

Príchod týchto druhov žiarenia výrazne závisí nielen od astronomických príčin, ale aj od oblačnosti. Preto je v meteorológii zvykom rozlišovať možné množstvo žiarenia pozorované v bezoblačných podmienkach a skutočné množstvo žiarenia prebieha v podmienkach skutočnej oblačnosti.

Nie všetko slnečné žiarenie dopadajúce na zemský povrch je ním absorbované a premenené na teplo. Časť z nej sa odráža a teda stráca pod povrchom. Táto časť je tzv odrazené žiarenie(/? k) a jeho hodnota závisí od albedo povrch zeme (od L do):

A k = - 100%.

Hodnota albeda sa meria v zlomkoch jednotky alebo v percentách. V stavebníctve a architektúre sa častejšie používajú zlomky jednotky. Meria tiež odrazivosť budovy a dokončovacie materiály, svetlosť farbenia fasád a pod. V klimatológii sa albedo meria v percentách.

Albedo má významný vplyv na formovanie zemskej klímy, keďže je integrálnym indikátorom odrazivosti podkladového povrchu. Závisí od stavu tohto povrchu (drsnosť, farba, vlhkosť) a mení sa vo veľmi širokom rozsahu. Najvyššie hodnoty albeda (až 75%) sú charakteristické pre čerstvo napadaný sneh, zatiaľ čo najnižšie hodnoty sú charakteristické pre vodnú hladinu počas priameho slnečného žiarenia ("3%). Albedo pôdy a vegetačného povrchu sa pohybuje v priemere od 10 do 30 %.

Ak vezmeme do úvahy celú Zem ako celok, potom jej albedo je 30%. Táto hodnota sa nazýva Planetárne albedo Zeme a predstavuje pomer odrazeného a rozptýleného slnečného žiarenia odchádzajúceho do vesmíru k celkovému množstvu žiarenia vstupujúceho do atmosféry.

Na území miest je albedo spravidla nižšie ako v prirodzenej, nenarušenej krajine. Charakteristická hodnota albeda pre územie veľkých miest s miernym podnebím je 15-18%. V južných mestách je albedo zvyčajne vyššie kvôli použitiu viac svetlé farby vo farbe fasád a striech, v severných mestách s hustou zástavbou a tmavými farebnými riešeniami budov je albedo nižšie. To umožňuje v horúcich južných krajinách znížiť množstvo absorbovaného slnečného žiarenia, čím sa zníži tepelné pozadie budov, a v severných chladných oblastiach naopak zvýšiť podiel absorbovaného slnečného žiarenia, čím sa zvýši celkové tepelné pozadie.

Absorbované žiarenie(* U P0GL) sa tiež nazýva rovnováha krátkovlnného žiarenia (VK) a je rozdiel medzi celkovým a odrazeným žiarením (dva krátkovlnné toky):

^abs \u003d 5 k = 0~ I K- (1.4)

Ohrieva vrchné vrstvy zemského povrchu a všetko, čo sa na ňom nachádza (vegetačný kryt, cesty, budovy, stavby a pod.), v dôsledku čoho vyžarujú pre ľudské oko neviditeľné dlhovlnné žiarenie. Toto žiarenie sa často nazýva vlastné žiarenie zemského povrchu(? 3). Jeho hodnota je podľa Stefan-Boltzmannovho zákona úmerná štvrtej mocnine absolútnej teploty.

Atmosféra vyžaruje aj dlhovlnné žiarenie, z ktorého väčšina dopadá na zemský povrch a je ním takmer úplne pohltená. Toto žiarenie sa nazýva protižiarenie atmosféry (E a). Protižiarenie atmosféry sa zvyšuje so zvyšujúcou sa oblačnosťou a vlhkosťou vzduchu a je veľmi dôležitým zdrojom tepla pre zemský povrch. Dlhovlnné žiarenie atmosféry je však vždy o niečo menšie ako zemské, čím zemský povrch stráca teplo a rozdiel medzi týmito hodnotami je tzv. efektívne žiarenie Zeme (E ef).

V miernych zemepisných šírkach stráca zemský povrch efektívnym žiarením asi polovicu množstva tepla, ktoré prijíma z absorbovaného slnečného žiarenia. Tým, že atmosféra pohlcuje pozemské žiarenie a vysiela protižiarenie na zemský povrch, znižuje ochladzovanie tohto povrchu v noci. Cez deň len málo bráni zohrievaniu zemského povrchu. Tento vplyv zemskej atmosféry na tepelný režim zemského povrchu je tzv skleníkový efekt. Fenomén skleníkového efektu teda spočíva v zadržiavaní tepla pri povrchu Zeme. Dôležitú úlohu v tomto procese zohrávajú plyny technogénneho pôvodu, predovšetkým oxid uhličitý, ktorého koncentrácia v mestských oblastiach je obzvlášť vysoká. Hlavná úloha však stále patrí plynom prírodného pôvodu.

Hlavnou látkou v atmosfére, ktorá pohlcuje dlhovlnné žiarenie zo Zeme a posiela späť žiarenie, je vodná para. Absorbuje takmer všetko dlhovlnné žiarenie s výnimkou rozsahu vlnových dĺžok od 8,5 do 12 mikrónov, čo je tzv. "priehľadné okienko" vodná para. Len v tomto intervale prechádza pozemské žiarenie atmosférou do svetového priestoru. Oxid uhličitý okrem vodnej pary silne pohlcuje dlhovlnné žiarenie a práve v priesvitnom okienku vodnej pary je oveľa slabší ozón, ako aj metán, oxidy dusíka, chlórfluórované uhľovodíky (freóny) a niektoré ďalšie plynné nečistoty.

Udržiavanie tepla v blízkosti zemského povrchu je veľmi dôležitý proces pre udržanie života. Bez nej by bola priemerná teplota Zeme o 33 °C nižšia ako súčasná a živé organizmy by na Zemi len ťažko mohli žiť. Pointa teda nie je v skleníkovom efekte ako takom (ten predsa vznikol od momentu vzniku atmosféry), ale v tom, že vplyvom antropogénnej činnosti napr. zisk tento efekt. Dôvod je v rýchly rast koncentrácie skleníkových plynov technogénneho pôvodu, najmä - CO 2 emitovaného pri spaľovaní fosílnych palív. To môže viesť k tomu, že pri rovnakom prichádzajúcom žiarení sa zvýši podiel tepla zostávajúceho na planéte a následne sa zvýši aj teplota zemského povrchu a atmosféry. Za posledných 100 rokov sa teplota vzduchu na našej planéte zvýšila v priemere o 0,6 °C.

Predpokladá sa, že ak sa koncentrácia CO2 zdvojnásobí v porovnaní s predindustriálnou hodnotou, globálne otepľovanie bude asi 3 °C (podľa rôznych odhadov od 1,5 do 5,5 °C). Najväčšie zmeny by zároveň mali nastať na jeseň v troposfére vysokých zemepisných šírok zimné obdobie. V dôsledku toho sa ľad v Arktíde a Antarktíde začne topiť a hladina svetového oceánu začne stúpať. Tento nárast sa môže pohybovať od 25 do 165 cm, čo znamená, že mnohé mestá nachádzajúce sa v pobrežných zónach morí a oceánov budú zaplavené.

Ide teda o veľmi dôležitú otázku, ktorá ovplyvňuje životy miliónov ľudí. S ohľadom na túto skutočnosť sa v roku 1988 v Toronte konala prvá medzinárodná konferencia o probléme antropogénnej zmeny klímy. Vedci dospeli k záveru, že dôsledky nárastu skleníkového efektu v dôsledku zvýšenia obsahu oxidu uhličitého v atmosfére sú až na druhom mieste po dôsledkoch globálnej jadrovej vojny. V Organizácii Spojených národov (OSN) zároveň vznikol Medzivládny panel pre zmenu klímy (IPCC). IPCC – Medzivládny panel pre zmenu klímy), ktorá študuje vplyv zvýšenia povrchovej teploty na klímu, ekosystém svetového oceánu, biosféru ako celok, vrátane života a zdravia obyvateľov planéty.

V roku 1992 bol v New Yorku prijatý Rámcový dohovor o zmene klímy (FCCC), ktorého hlavným cieľom bolo zabezpečiť stabilizáciu koncentrácií skleníkových plynov v atmosfére na úrovniach, ktoré by zabránili nebezpečným následkom ľudského zásahu do klimatického systému. . Pre praktickú implementáciu dohovoru v decembri 1997 v Kjóte (Japonsko) na medzinárodnej konferencii bol prijatý Kjótsky protokol. Definuje špecifické kvóty pre emisie skleníkových plynov členských krajín, vrátane Ruska, ktoré ratifikovalo tento protokol v roku 2005.

V čase písania tejto knihy je jednou z najnovších konferencií o klimatických zmenách Klimatická konferencia v Paríži, ktorá sa konala od 30. novembra do 12. decembra 2015. Účelom tejto konferencie je podpísať medzinárodnú dohodu o obmedzení nárastu v priemernej teplote planéty do roku 2100 nie vyššie 2°C.

Takže v dôsledku interakcie rôznych tokov krátkovlnného a dlhovlnného žiarenia zemský povrch nepretržite prijíma a stráca teplo. Výsledná hodnota prichádzajúceho a odchádzajúceho žiarenia je radiačnej bilancie (AT), ktorý určuje tepelný stav zemského povrchu a povrchovej vrstvy vzduchu, a to ich ohrev alebo chladenie:

AT = Q- «k - ?ef \u003d 60 - ALE)-? ef =

= (5 "hriech / ^ > + D) (l-A) -E ^ f \u003d B až + B a. (

Údaje o radiačnej bilancii sú potrebné na odhad stupňa ohrevu a ochladzovania rôznych povrchov, a to ako v vivo, a v architektonickom prostredí výpočet tepelného režimu budov a konštrukcií, stanovenie výparu, zásob tepla v pôde, regulácia zavlažovania poľnohospodárskych polí a iné národohospodárske účely.

Metódy merania. Kľúčový význam štúdia radiačnej bilancie Zeme pre pochopenie zákonitostí klímy a tvorby mikroklimatických podmienok určuje základnú úlohu pozorovacích údajov o jej zložkách - aktinometrické pozorovania.

Na meteorologických staniciach v Rusku termoelektrická metóda merania tokov žiarenia. Merané žiarenie je absorbované čiernou prijímacou plochou prístrojov, mení sa na teplo a ohrieva aktívne spoje termočlánku, zatiaľ čo pasívne spoje nie sú sálaním ohrievané a majú nižšiu teplotu. Vplyvom rozdielu teplôt aktívnych a pasívnych prechodov vzniká na výstupe termočlánku termoelektromotorická sila, ktorá je úmerná intenzite meraného žiarenia. Teda väčšina aktinometrických prístrojov je príbuzný- nemerajú samotné toky žiarenia, ale im úmerné veličiny - silu prúdu alebo napätie. Na tento účel sú zariadenia pripojené napríklad k digitálnym multimetrom a skôr k ukazovateľovým galvanometrom. Zároveň je v pase každého zariadenia tzv "konverzný faktor" - deliaca cena elektrického meracieho prístroja (W / m 2). Tento multiplikátor sa vypočíta porovnaním hodnôt jedného alebo druhého relatívneho prístroja s hodnotami absolútne spotrebiče - pyrheliometre.

Princíp fungovania absolútnych zariadení je odlišný. Takže v kompenzačnom pyrheliometri Angstrom je sčernená kovová platňa vystavená slnku, zatiaľ čo iná podobná platňa zostáva v tieni. Vzniká medzi nimi teplotný rozdiel, ktorý sa prenáša na spoje termočlánku pripevneného na platniach a tým sa vybudí termoelektrický prúd. V tomto prípade prúd z batérie prechádza cez zatienenú platňu, kým sa nezohreje na rovnakú teplotu ako platňa na slnku, potom termoelektrický prúd zmizne. Podľa sily prechádzajúceho "kompenzačného" prúdu môžete určiť množstvo tepla prijatého sčernenou platňou, ktoré sa zase bude rovnať množstvu tepla prijatého od Slnka prvou platňou. Tak je možné určiť množstvo slnečného žiarenia.

Na meteorologických staniciach Ruska (a skôr - ZSSR), ktoré vykonávajú pozorovania zložiek radiačnej bilancie, je homogénnosť série aktinometrických údajov zabezpečená použitím rovnakého typu prístrojov a ich starostlivou kalibráciou. ako rovnaké metódy merania a spracovania údajov. Ako prijímače integrovaného slnečného žiarenia (

V Savinov-Yanishevského termoelektrickom aktinometri, vzhľad ktorý je znázornený na obr. 1.6, prijímacou časťou je tenký kovový čierny kotúč zo striebornej fólie, na ktorý sú cez izoláciu prilepené nepárne (aktívne) spoje termočlánku. Počas meraní tento disk pohlcuje slnečné žiarenie, v dôsledku čoho stúpa teplota disku a aktívnych spojov. Párne (pasívne) spoje sú cez izoláciu nalepené na medený krúžok v puzdre prístroja a majú teplotu blízku vonkajšej teplote. Tento teplotný rozdiel pri uzavretom vonkajšom okruhu termočlánku vytvára termoelektrický prúd, ktorého sila je úmerná intenzite slnečného žiarenia.

Ryža. 1.6.

V pyranometri (obr. 1.7) je prijímacou časťou najčastejšie batéria termoprvkov, napríklad z manganínu a konštantánu, s čiernymi a bielymi spojmi, ktoré sa pôsobením prichádzajúceho žiarenia rôzne zahrievajú. Prijímacia časť zariadenia musí mať horizontálnu polohu, aby mohla vnímať rozptýlené žiarenie z celej nebeskej klenby. Pred priamym žiarením je pyranometer zatienený clonou a pred prichádzajúcim žiarením atmosféry je chránený skleneným uzáverom. Pri meraní celkového žiarenia nie je pyranometer zatienený priamymi lúčmi.

Ryža. 1.7.

Špeciálne zariadenie (skladacia doska) umožňuje dať hlave pyranometra dve polohy: prijímač hore a prijímač dole. V druhom prípade pyranometer meria krátkovlnné žiarenie odrazené od zemského povrchu. Pri trasových pozorovaniach sa tzv kempingový albemeter,čo je pyranometrová hlavica spojená so sklopným závesom kardanu s rukoväťou.

Termoelektrický balančný merač pozostáva z tela s termočlánkom, dvoch prijímacích platní a rukoväte (obr. 1.8). Telo v tvare disku (/) má štvorcový výrez, kde je upevnená termočlánok (2). Rukoväť ( 3 ), prispájkovaný k telu, slúži na inštaláciu balančného merača na stojan.

Ryža. 1.8.

Jedna začiernená prijímacia doska bilančného merača smeruje hore, druhá dole, k zemskému povrchu. Princíp činnosti netieneného bilančného merača je založený na skutočnosti, že všetky druhy žiarenia prichádzajúce na aktívny povrch (Y, /) resp. E a), sú absorbované sčerneným prijímacím povrchom zariadenia smerujúcim nahor a všetky druhy žiarenia opúšťajúce aktívny povrch (/? k, /? l a E 3), absorbované dole smerujúcou doskou. Každá prijímacia doska sama o sebe vyžaruje aj dlhovlnné žiarenie, navyše dochádza k výmene tepla s okolitým vzduchom a telom prístroja. V dôsledku vysokej tepelnej vodivosti tela však dochádza k veľkému prenosu tepla, ktorý neumožňuje vytvorenie výrazného teplotného rozdielu medzi prijímacími doskami. Z tohto dôvodu možno zanedbať vlastné vyžarovanie oboch platní a z rozdielu ich ohrevu určiť hodnotu bilancie žiarenia ľubovoľného povrchu, v rovine ktorého je bilančný merač umiestnený.

Keďže prijímacie plochy bilančného merača nie sú zakryté sklenenou kupolou (inak by nebolo možné merať dlhovlnné žiarenie), údaje tohto zariadenia závisia od rýchlosti vetra, čo znižuje teplotný rozdiel medzi prijímacími plochami. Z tohto dôvodu vedú údaje z merača rovnováhy k pokojným podmienkam, pretože predtým merali rýchlosť vetra na úrovni zariadenia.

Pre automatická registrácia meraní sa termoelektrický prúd vznikajúci vo vyššie popísaných zariadeniach privádza do samočinného elektronického potenciometra. Zmeny sily prúdu sa zaznamenávajú na pohyblivú papierovú pásku, pričom aktinometer sa musí automaticky otáčať tak, aby jeho prijímacia časť sledovala Slnko a pyranometer musí byť vždy zatienený pred priamym žiarením špeciálnou prstencovou ochranou.

Aktinometrické pozorovania sa na rozdiel od hlavných meteorologických pozorovaní vykonávajú šesťkrát denne v časoch: 00:30, 06:30, 09:30, 12:30, 15:30 a 18:30. Keďže intenzita všetkých druhov krátkovlnného žiarenia závisí od výšky Slnka nad obzorom, načasovanie pozorovaní sa nastavuje podľa stredný slnečný čas staníc.

charakteristické hodnoty. Hodnoty priamych a celkových tokov žiarenia hrajú jednu z najdôležitejších úloh v architektonickej a klimatickej analýze. Práve s nimi súvisí orientácia budov po stranách horizontu, ich priestorové a koloristické riešenie, vnútorné usporiadanie, rozmery svetelných otvorov a množstvo ďalších architektonických prvkov. Pre tieto hodnoty slnečného žiarenia sa preto bude brať do úvahy denná a ročná zmena charakteristických hodnôt.

Energetické osvetlenie priame slnečné žiarenie na bezoblačnej oblohe závisí od výšky slnka, vlastností atmosféry v dráhe slnečného lúča, vyznačujúci sa tým faktor transparentnosti(hodnota, ktorá ukazuje, aký podiel slnečného žiarenia dosiahne zemský povrch počas samotného dopadu slnečného žiarenia) a dĺžku tejto dráhy.

Priame slnečné žiarenie pri bezoblačnej oblohe má pomerne jednoduché denné kolísanie s maximom okolo poludnia (obr. 1.9). Ako vyplýva z obrázku, počas dňa tok slnečného žiarenia najskôr rýchlo, potom pomalšie stúpa od východu slnka do poludnia a najskôr pomaly, potom rýchlo klesá od poludnia do západu slnka. Rozdiely v poludňajšej ožiarenosti jasnej oblohy v januári a júli sú spôsobené predovšetkým rozdielmi v poludňajšej výške Slnka, ktorá je v zime nižšia ako v lete. Zároveň sa v kontinentálnych oblastiach často pozoruje asymetria denných variácií v dôsledku rozdielu v priehľadnosti atmosféry v ranných a popoludňajších hodinách. Priehľadnosť atmosféry ovplyvňuje aj ročný chod priemerných mesačných hodnôt priameho slnečného žiarenia. Maximum žiarenia pri bezoblačnej oblohe sa môže presunúť do jarných mesiacov, keďže na jar je prašnosť a vlhkosť v atmosfére nižšia ako na jeseň.

51, kW/m2

b", kW/m2

Ryža. 1.9.

a za podmienok priemernej oblačnosti (b):

7 - na povrchu kolmom na lúče v júli; 2 - na vodorovnom povrchu v júli; 3 - na kolmej ploche v januári; 4 - na vodorovnej ploche v januári

Oblačnosť znižuje príchod slnečného žiarenia a môže výrazne zmeniť jeho denný chod, čo sa prejavuje v pomere predpoludňajších a popoludňajších hodinových súm. Vo väčšine kontinentálnych oblastí Ruska sú teda v jarno-letných mesiacoch hodinové množstvá priamej radiácie v predpoludňajších hodinách väčšie ako v popoludňajších hodinách (obr. 1.9, Obr. b). Je to dané najmä denným chodom oblačnosti, ktorá sa začína rozvíjať o 9.-10. hodine a dosahuje maximum v popoludňajších hodinách, čím sa znižuje radiácia. Všeobecný pokles prílevu priameho slnečného žiarenia pri skutočnej oblačnosti môže byť veľmi významný. Napríklad vo Vladivostoku s monzúnovou klímou dosahujú tieto straty v lete 75 % a v Petrohrade ani v priemere za rok neprepustí oblačnosť 65 % priameho žiarenia na zemský povrch, v Moskve – cca. polovicu.

Distribúcia ročné sumy priame slnečné žiarenie pri priemernej oblačnosti nad územím Ruska je znázornené na obr. 1.10. Tento faktor, ktorý znižuje množstvo slnečného žiarenia, do značnej miery závisí od cirkulácie atmosféry, čo vedie k narušeniu šírky žiarenia.

Ako je možné vidieť z obrázku, celkovo ročné množstvo priameho žiarenia prichádzajúceho na vodorovný povrch narastá z vysokých do nižších zemepisných šírok z 800 na takmer 3000 MJ/m 2 . Veľké množstvo oblačnosti v európskej časti Ruska vedie k poklesu ročných úhrnov v porovnaní s oblasťami východnej Sibíri, kde najmä vplyvom ázijskej anticyklóny ročné úhrny v zime stúpajú. Letný monzún zároveň vedie k zníženiu ročného prílevu žiarenia v pobrežných oblastiach na Ďalekom východe. Rozsah zmien poludňajšej intenzity priameho slnečného žiarenia na území Ruska sa pohybuje od 0,54-0,91 kW/m 2 v lete do 0,02-0,43 kW/m 2 v zime.

rozptýlené žiarenie, príchod na vodorovnú plochu sa mení aj počas dňa, pred poludním sa zvyšuje a po ňom klesá (obr. 1.11).

Rovnako ako v prípade priameho slnečného žiarenia je príchod rozptýleného žiarenia ovplyvnený nielen výškou slnka a dĺžkou dňa, ale aj priehľadnosťou atmosféry. Pokles posledného však vedie k zvýšeniu rozptýleného žiarenia (na rozdiel od priameho žiarenia). Okrem toho rozptýlené žiarenie do značnej miery závisí od oblačnosti: pri priemernej oblačnosti je jeho príchod viac ako dvojnásobkom hodnôt pozorovaných pri jasnej oblohe. V niektorých dňoch oblačnosť zvyšuje toto číslo 3-4 krát. Rozptýlené žiarenie teda môže výrazne doplniť priamu líniu, najmä pri nízkej polohe Slnka.

Ryža. 1.10. Priame slnečné žiarenie prichádzajúce na vodorovný povrch pri priemernej oblačnosti, MJ / m 2 za rok (1 MJ / m 2 \u003d 0,278 kW h / m 2)

/), kW/m 2 0,3 g

• 0,2 -
• 0,1 -

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 hodín

Ryža. 1.11.

a pri priemernej oblačnosti (b)

Hodnota rozptýleného slnečného žiarenia v trópoch je od 50 do 75 % priameho; v 50-60° zemepisnej šírky je blízko priamky a vo vysokých zemepisných šírkach prevyšuje priame slnečné žiarenie takmer celý rok.

Veľmi dôležitým faktorom ovplyvňujúcim tok rozptýleného žiarenia je albedo podkladový povrch. Ak je albedo dostatočne veľké, potom žiarenie odrazené od podkladového povrchu, rozptýlené atmosférou v opačnom smere, môže spôsobiť výrazný nárast príchodu rozptýleného žiarenia. Efekt je najvýraznejší v prítomnosti snehovej pokrývky, ktorá má najvyššiu odrazivosť.

Celková radiácia na bezoblačnej oblohe (možné žiarenie) závisí od zemepisnej šírky miesta, výšky slnka, optických vlastností atmosféry a charakteru podkladového povrchu. Za jasnej oblohy má jednoduchú dennú variáciu s maximom na poludnie. Asymetria dennej variácie, charakteristická pre priame žiarenie, sa v celkovom žiarení prejavuje málo, pretože pokles priameho žiarenia v dôsledku zvýšenia zákalu atmosféry v druhej polovici dňa je kompenzovaný zvýšením rozptýleného žiarenia v dôsledku rovnaký faktor. V ročnom chode maximálna intenzita celkového žiarenia pri bezoblačnej oblohe na väčšine územia

Územie Ruska sa pozoruje v júni kvôli maximálnej poludňajšej výške slnka. V niektorých regiónoch sa však tento vplyv prekrýva s vplyvom atmosférickej transparentnosti a maximum sa posúva do mája (napríklad v Transbaikalii, Primorye, Sachaline a vo viacerých regiónoch východnej Sibíri). Rozdelenie mesačného a ročného celkového slnečného žiarenia na bezoblačnej oblohe je uvedené v tabuľke. 1.9 a na obr. 1,12 ako priemerné hodnoty zemepisnej šírky.

Z vyššie uvedenej tabuľky a obrázku je zrejmé, že vo všetkých ročných obdobiach sa intenzita aj množstvo žiarenia zvyšuje od severu k juhu v súlade so zmenou výšky slnka. Výnimkou je obdobie od mája do júla, keď kombinácia dlhého dňa a výšky slnka poskytuje pomerne vysoké hodnoty celkového žiarenia na severe a vo všeobecnosti na území Ruska je pole žiarenia. rozmazané, t.j. nemá výrazné gradienty.

Tabuľka 1.9

Celkové slnečné žiarenie na vodorovnom povrchu

s bezoblačnou oblohou (kW h / m 2)

Ryža. 1.12. Celkové slnečné žiarenie na vodorovný povrch s bezoblačnou oblohou v rôznych zemepisných šírkach (1 MJ / m 2 \u003d 0,278 kWh / m 2)

V prítomnosti oblačnosti celkové slnečné žiarenie je určené nielen počtom a tvarom oblakov, ale aj stavom slnečného disku. So slnečným diskom priesvitným cez oblaky sa môže celkové žiarenie v porovnaní s bezoblačnými podmienkami dokonca zvýšiť v dôsledku rastu rozptýleného žiarenia.

Pre podmienky strednej oblačnosti sa pozoruje úplne pravidelný denný chod celkovej radiácie: postupný nárast od východu slnka do poludnia a pokles od poludnia do západu slnka. Denný priebeh oblačnosti zároveň narúša symetriu kurzu vzhľadom na poludnie, ktorá je charakteristická pre bezoblačnú oblohu. Vo väčšine oblastí Ruska sú teda počas teplého obdobia predpoludňajšie hodnoty celkovej radiácie o 3 – 8 % vyššie ako popoludňajšie hodnoty, s výnimkou monzúnových oblastí Ďalekého východu, kde pomer je obrátený. V ročnom chode priemerných viacročných mesačných súm celkovej radiácie sa spolu s určujúcim astronomickým faktorom prejavuje (vplyvom oblačnosti) aj cirkulačný faktor, takže maximum sa môže posunúť z júna na júl a dokonca aj do mája ( Obr. 1.13).

• 600 -
• 500 -
• 400 -
• 300 -
• 200 -

m. Čelyuskin

Salekhard

Archangelsk

St. Petersburg

Petropavlovsk

Kamčatský

Chabarovsk

Astrachan

Ryža. 1.13. Celkové slnečné žiarenie na vodorovnom povrchu v jednotlivých mestách Ruska za podmienok skutočnej oblačnosti (1 MJ / m 2 \u003d 0,278 kW h / m 2)

5", MJ/m 2 700

Takže skutočný mesačný a ročný príchod celkovej radiácie je len časťou možného. Najväčšie odchýlky skutočných množstiev od množstiev možných v lete sú zaznamenané na Ďalekom východe, kde oblačnosť znižuje celkovú radiáciu o 40 – 60 %. Vo všeobecnosti sa celkový ročný príjem celkovej radiácie mení na území Ruska v zemepisnom smere, pričom sa zvyšuje z 2800 MJ / m 2 na pobreží severných morí na 4 800 - 5 000 MJ / m 2 v južných oblastiach Ruska - severný Kaukaz, oblasť Dolného Povolžia, Transbaikalia a Prímorský kraj (obr. 1.14).

Ryža. 1.14. Celkové žiarenie vstupujúce na vodorovný povrch, MJ / m 2 za rok

V lete nie sú rozdiely v celkovom slnečnom žiarení v podmienkach skutočnej oblačnosti medzi mestami v rôznych zemepisných šírkach také „dramatické“, ako by sa na prvý pohľad mohlo zdať. Pre európsku časť Ruska od Astrachanu po Cape Chelyuskin sa tieto hodnoty pohybujú v rozmedzí 550-650 MJ/m 2 . V zime je vo väčšine miest, s výnimkou Arktídy, kde nastáva polárna noc, celková radiácia 50-150 MJ/m 2 za mesiac.

Pre porovnanie: priemerné hodnoty tepla za január pre 1 mestskú oblasť (vypočítané podľa aktuálnych údajov pre Moskvu) sa pohybujú od 220 MJ/m2 za mesiac v centrách mestského rozvoja po 120 – 150 MJ/m2 v medzihlavných oblastiach s obytná zástavba s nízkou hustotou. Na územiach priemyselných a komunálnych skladovacích zón je tepelný index v januári 140 MJ/m 2 . Celkové slnečné žiarenie v Moskve v januári je 62 MJ/m 2 . Teda v zimný čas v dôsledku využitia slnečného žiarenia je možné pokryť najviac 10-15% (pri zohľadnení účinnosti solárnych panelov 40%) z výpočtovej výhrevnosti budov so strednou hustotou aj v Irkutsku a Jakutsku, známych napr. ich slnečné zimné počasie, aj keď je ich územie celé pokryté fotovoltaickými panelmi.

V lete sa celkové slnečné žiarenie zvyšuje 6-9 krát a spotreba tepla sa znižuje 5-7 krát v porovnaní so zimou. Teploty v júli klesajú na 35 MJ/m 2 a menej v obytných oblastiach a 15 MJ/m 2 a menej v priemyselných oblastiach, t.j. až do hodnôt tvoriacich nie viac ako 3-5% celkového slnečného žiarenia. Preto je v lete, keď je dopyt po vykurovaní a osvetlení minimálny, v celom Rusku prebytok tohto obnoviteľného prírodného zdroja, ktorý sa nedá využiť, čo opäť spochybňuje realizovateľnosť využitia fotovoltických panelov aspoň v mestách a mestách. bytové domy.

Spotreba elektriny (bez vykurovania a teplej vody), spojená aj s nerovnomerným rozložením celkovej plochy zástavby, hustotou osídlenia a funkčným účelom rôznych území, je v

Teplo - priemerný ukazovateľ spotreby všetkých druhov energií (elektrina, kúrenie, teplá voda) na 1 m 2 plochy budovy.

prípadoch od 37 MJ / m 2 mesačne (vypočítané ako 1/12 ročného množstva) v hustej zástavbe a do 10-15 MJ / m 2 mesačne v oblastiach s nízkou hustotou zástavby. Cez deň a v lete spotreba elektriny prirodzene klesá. Hustota spotreby elektriny v júli vo väčšine oblastí obytnej a zmiešanej zástavby je 8-12 MJ/m 2 s celkovým slnečným žiarením pri skutočnej oblačnosti v Moskve okolo 600 MJ/m 2 . Na pokrytie potrieb v napájaní mestských oblastí (napr. Moskva) je teda potrebné využiť len asi 1,5 – 2 % slnečného žiarenia. Zvyšok žiarenia, ak sa zlikviduje, bude nadbytočný. Zároveň zostáva doriešená otázka akumulácie a zachovania denného slnečného žiarenia na osvetlenie vo večerných a nočných hodinách, keď je zaťaženie napájacích systémov maximálne a slnko takmer alebo nesvieti. To si vyžiada prenos elektriny na veľké vzdialenosti medzi oblasťami, kde je Slnko ešte dostatočne vysoko, a tými, kde už Slnko zapadlo pod horizont. Straty elektriny v sieťach budú zároveň porovnateľné s jej úsporami pri použití fotovoltických panelov. Alebo musíte použiť batérie veľká kapacita, ktorých výroba, inštalácia a následná likvidácia si vyžiada energetické náklady, ktoré pravdepodobne nepokryjú úspory energie naakumulované za celú dobu ich prevádzky.

Ďalší, nemenej dôležitý faktor, ktorý spochybňuje uskutočniteľnosť prechodu na solárne panely ako alternatívneho zdroja napájania v mestskom meradle je, že v konečnom dôsledku prevádzka fotovoltických článkov povedie k výraznému zvýšeniu slnečného žiarenia absorbovaného v meste a následne k zvýšeniu teploty vzduchu v meste v lete. . Súčasne s ochladzovaním fotopanelmi a nimi poháňanými klimatizačnými jednotkami teda dôjde k všeobecnému zvýšeniu teploty vzduchu v meste, čo v konečnom dôsledku zruší všetky ekonomické a environmentálne výhody plynúce z úspory elektrickej energie využívaním stále veľmi drahých fotovoltaické panely..

Z toho vyplýva, že inštalácia zariadení na premenu slnečného žiarenia na elektrickú energiu je opodstatnená vo veľmi obmedzenom zozname prípadov: iba v lete, iba v klimatických oblastiach so suchým, horúcim, zamračeným počasím, iba v malých mestách alebo jednotlivých chatových osadách a len ak sa táto elektrina používa na prevádzku zariadení na klimatizáciu a vetranie vnútorného prostredia budov. V iných prípadoch – v iných oblastiach, v iných mestských podmienkach a v iných obdobiach roka – je využitie fotovoltických panelov a slnečných kolektorov pre potreby zásobovania elektrickou energiou a teplom bežných budov v stredných a veľkých mestách nachádzajúcich sa v miernom klimatickom pásme neefektívne.

Bioklimatický význam slnečného žiarenia. Rozhodujúca úloha vplyvu slnečného žiarenia na živé organizmy sa redukuje na účasť na tvorbe ich radiačnej a tepelnej bilancie vplyvom tepelnej energie vo viditeľnej a infračervenej časti slnečného spektra.

Viditeľné lúče majú osobitný význam pre organizmy. Väčšina zvierat, ako sú ľudia, dobre rozlišuje spektrálne zloženie svetla a niektoré druhy hmyzu dokonca vidia v ultrafialovom pásme. Prítomnosť svetelného videnia a svetelnej orientácie je dôležitým faktorom prežitia. Napríklad u ľudí je prítomnosť farebného videnia jedným z najviac psycho-emocionálnych a optimalizačných faktorov života. Pobyt v tme má opačný efekt.

Ako viete, zelené rastliny syntetizujú organickú hmotu a následne produkujú potravu pre všetky ostatné organizmy vrátane ľudí. K tomuto najdôležitejšiemu procesu pre život dochádza pri asimilácii slnečného žiarenia a rastliny využívajú určitý rozsah spektra v rozsahu vlnových dĺžok 0,38-0,71 mikrónu. Toto žiarenie sa nazýva fotosynteticky aktívneho žiarenia(PAR) a je veľmi dôležitý pre produktivitu rastlín.

Viditeľná časť svetla vytvára prirodzené svetlo. Vo vzťahu k tomu sú všetky rastliny rozdelené na svetlo milujúce a tolerantné voči odtieňom. Nedostatočné osvetlenie spôsobuje slabosť stebla, oslabuje tvorbu klasov a klasov na rastlinách, znižuje obsah cukru a množstvo olejov v pestované rastliny, sťažuje im používanie minerálnej výživy a hnojív.

Biologické pôsobenie infračervené lúče pozostáva z tepelný efekt keď sú absorbované tkanivami rastlín a živočíchov. V tomto prípade sa mení kinetická energia molekúl a elektrická a chemické procesy. V dôsledku infračerveného žiarenia sa kompenzuje nedostatok tepla (najmä vo vysokohorských oblastiach a vo vysokých zemepisných šírkach), ktorý rastliny a živočíchy prijímajú z okolitého priestoru.

Ultrafialové žiarenie podľa biologických vlastností a účinkov na človeka je zvykom rozdeliť do troch oblastí: oblasť A - s vlnovými dĺžkami od 0,32 do 0,39 mikrónov; oblasť B od 0,28 do 0,32 um a oblasť C od 0,01 do 0,28 um. Oblasť A sa vyznačuje relatívne slabo vyjadreným biologickým účinkom. Spôsobuje iba fluorescenciu série organickej hmoty, u ľudí, prispieva k tvorbe pigmentu v koži a miernemu erytému (sčervenanie kože).

Oveľa aktívnejšie sú lúče oblasti B. Rôznorodé reakcie organizmov na ultrafialové žiarenie, zmeny na koži, krvi atď. väčšinou vďaka nim. Známym vitamínotvorným účinkom ultrafialového svetla je, že ergosterón živín sa premieňa na vitamín O, ktorý má silný stimulačný účinok na rast a metabolizmus.

Najsilnejší biologický účinok na živé bunky majú lúče oblasti C. Baktericídny účinok slnečného žiarenia je spôsobený najmä nimi. V malých dávkach sú ultrafialové lúče potrebné pre rastliny, zvieratá a ľudí, najmä deti. Avšak vo veľkom množstve sú lúče oblasti C škodlivé pre všetko živé a život na Zemi je možný len preto, že toto krátkovlnné žiarenie je takmer úplne blokované ozónovou vrstvou atmosféry. Riešenie problematiky vplyvu nadmerných dávok ultrafialového žiarenia na biosféru a človeka je v posledných desaťročiach obzvlášť aktuálne v dôsledku poškodzovania ozónovej vrstvy zemskej atmosféry.

Vplyv ultrafialového žiarenia (UVR), ktoré dopadá na zemský povrch, na živý organizmus je veľmi rôznorodý. Ako bolo uvedené vyššie, v miernych dávkach má priaznivý účinok: zvyšuje vitalitu, zvyšuje odolnosť organizmu voči infekčným chorobám. Nedostatok UVR vedie k patologickým javom, ktoré sa nazývajú UV deficit alebo UV hladovanie a prejavujú sa nedostatkom vitamínu E, čo vedie k narušeniu metabolizmu fosforu a vápnika v tele.

Nadmerné UVR môže viesť k veľmi vážnym následkom: vzniku rakoviny kože, rozvoju iných onkologických útvarov, objaveniu sa fotokeratitídy („snehová slepota“), fotokonjunktivitíde až katarakte; porušenie imunitného systému živých organizmov, ako aj mutagénne procesy v rastlinách; zmena vlastností a deštrukcia polymérnych materiálov široko používaných v stavebníctve a architektúre. UVR môže napríklad odfarbiť fasádne farby alebo viesť k mechanickému zničeniu polymérnych povrchových úprav a konštrukčných stavebných produktov.

Architektonický a stavebný význam slnečného žiarenia. Údaje o slnečnej energii sa využívajú pri výpočte tepelnej bilancie budov a vykurovacích a klimatizačných systémov, pri analýze procesov starnutia rôznych materiálov, pri zohľadnení vplyvu žiarenia na tepelný stav človeka, pri výbere optimálneho druhového zloženia zelene. priestory na výsadbu zelene v konkrétnom území a mnohé iné účely. Slnečné žiarenie určuje režim prirodzeného osvetlenia zemského povrchu, ktorého znalosť je nevyhnutná pri plánovaní spotreby elektrickej energie, projektovaní rôznych stavieb a organizovaní prevádzky dopravy. Radiačný režim je teda jedným z popredných urbanistických a architektonických a stavebných faktorov.

Insolácia budov je jednou z najdôležitejších podmienok pre hygienu budov, preto sa ožarovaniu povrchov priamym slnečným žiarením venuje osobitná pozornosť ako dôležitému environmentálnemu faktoru. Slnko zároveň pôsobí nielen hygienicky na vnútorné prostredie, zabíja choroboplodné zárodky, ale pôsobí na človeka aj psychicky. Účinok takéhoto ožiarenia závisí od trvania procesu vystavenia slnečnému žiareniu, takže slnečné žiarenie sa meria v hodinách a jeho trvanie je normalizované príslušnými dokumentmi Ministerstva zdravotníctva Ruska.

Požadované minimum slnečného žiarenia, ktoré poskytuje príjemné podmienky pre vnútorné prostredie budov, podmienky pre prácu a voľný čas človeka, pozostáva z požadovaného osvetlenia obytných a pracovných priestorov, množstva ultrafialového žiarenia potrebného pre ľudský organizmus, množstvo tepla absorbovaného vonkajšími plotmi a odovzdaného do budov, čím sa zabezpečí tepelná pohoda vnútorného prostredia. Na základe týchto požiadaviek sa robia architektonické a plánovacie rozhodnutia, určuje sa orientácia obytných miestností, kuchýň, úžitkových a pracovných miestností. Pri prebytku slnečného žiarenia je zabezpečená montáž lodžií, žalúzií, žalúzií a iných zariadení protislnečnej ochrany.

Odporúča sa analyzovať sumy slnečného žiarenia (priameho a difúzneho) dopadajúceho na rôzne orientované povrchy (vertikálne a horizontálne) podľa nasledujúcej mierky:

• menej ako 50 kW h / m 2 za mesiac - nevýznamné žiarenie;
• 50-100 kW h / m 2 za mesiac - priemerné žiarenie;
• 100-200 kW h / m 2 za mesiac - vysoká radiácia;
• viac ako 200 kW h / m 2 za mesiac - nadmerné žiarenie.

Pri nevýznamnom žiarení, ktoré je v miernych šírkach pozorované hlavne v zimných mesiacoch, je jeho podiel na tepelnej bilancii budov taký malý, že ho možno zanedbať. Pri priemernej radiácii v miernych zemepisných šírkach dochádza k prechodu do oblasti záporných hodnôt radiačnej bilancie zemského povrchu a na ňom umiestnených budov, konštrukcií, umelých náterov atď. V tomto smere začnú denným chodom strácať viac tepelnej energie, ako cez deň prijímajú teplo zo slnka. Tieto straty v tepelnej bilancii budov nie sú kryté vnútornými zdrojmi tepla (elektrické spotrebiče, teplovodné potrubia, metabolický výdaj tepla ľudí a pod.) a musia byť kompenzované prácou vykurovacie systémy- začína sa vykurovacie obdobie.

o vysoká radiácia a pri skutočnej oblačnosti je tepelné pozadie mestskej časti a vnútorného prostredia budov v komfortnej zóne bez použitia umelých systémov vykurovania a chladenia.

Pri nadmernom žiarení v mestách miernych zemepisných šírok, najmä v tých, ktoré sa nachádzajú v miernom kontinentálnom a výrazne kontinentálnom podnebí, možno v lete pozorovať prehrievanie budov, ich vnútorného a vonkajšieho prostredia. V tomto smere stoja architekti pred úlohou chrániť architektonické prostredie pred nadmerným slnečným žiarením. Aplikujú vhodné priestorové riešenia, volia optimálnu orientáciu budov po stranách horizontu, architektonické protislnečné prvky fasád a svetelných otvorov. Ak architektonické prostriedky na ochranu pred prehrievaním nestačia, potom je potrebná umelá úprava vnútorného prostredia budov.

Vyžarovací režim ovplyvňuje aj výber orientácie a rozmerov svetelných otvorov. Pri malom vyžarovaní je možné veľkosť svetelných otvorov zväčšiť na ľubovoľnú veľkosť za predpokladu, že tepelné straty vonkajšími plotmi budú udržiavané na úrovni neprekračujúcej normu. V prípade nadmerného vyžarovania sú svetelné otvory realizované minimálne, spĺňajúce požiadavky na slnečné žiarenie a prirodzené presvetlenie priestorov.

Svetlosť fasád, ktorá určuje ich odrazivosť (albedo), sa volí aj na základe požiadaviek protislnečnej ochrany alebo naopak s prihliadnutím na možnosť maximálnej absorpcie slnečného žiarenia v priestoroch s chladnou a chladnou vlhkou klímou a s priemerná alebo nízka úroveň slnečného žiarenia v letných mesiacoch. Pre výber obkladových materiálov na základe ich odrazivosti je potrebné vedieť, koľko slnečného žiarenia vstupuje do stien budov rôzneho zamerania a aká je schopnosť rôznych materiálov toto žiarenie absorbovať. Keďže príchod žiarenia k stene závisí od zemepisnej šírky miesta a orientácie steny vzhľadom na strany horizontu, bude od toho závisieť vyhrievanie steny a teplota vo vnútri susediacich miestností.

Nasiakavosť rôznych materiálov na konečnú úpravu fasád závisí od ich farby a stavu (tabuľka 1.10). Ak sú známe mesačné súčty slnečného žiarenia vstupujúceho do stien rôznych orientácií 1 a albedo týchto stien, potom je možné určiť množstvo nimi absorbovaného tepla.

Tabuľka 1.10

Absorpčná schopnosť stavebných materiálov

Údaje o množstve prichádzajúceho slnečného žiarenia (priameho a difúzneho) na bezoblačnej oblohe na zvislých plochách rôznej orientácie uvádza Joint Venture „Stavebná klimatológia“.

Výber vhodných materiálov a farieb obvodových plášťov budov, t.j. zmenou albeda stien je možné zmeniť množstvo žiarenia absorbovaného stenou a tým znížiť alebo zvýšiť ohrievanie stien slnečným teplom. Táto technika sa aktívne používa v tradičnej architektúre rôznych krajín. Každý vie, že južné mestá sa vyznačujú všeobecnou svetlou (bielou s farebným dekorom) farbou väčšiny obytných budov, zatiaľ čo napríklad škandinávske mestá sú najmä mestá postavené z tmavých tehál alebo s použitím tmavej tesy na obklady budov.

Je vypočítané, že 100 kWh/m 2 absorbovaného žiarenia zvýši teplotu vonkajšieho povrchu asi o 4°C. Steny budov vo väčšine regiónov Ruska dostávajú v priemere také množstvo žiarenia za hodinu, ak sú orientované na juh a východ, ako aj západné, juhozápadné a juhovýchodné, ak sú vyrobené z tmavých tehál a nie sú omietnuté alebo majú omietka tmavej farby.

Na prechod od priemernej teploty steny na mesiac bez zohľadnenia žiarenia k najbežnejšie používanej charakteristike v tepelnotechnických výpočtoch - teplote vonkajšieho vzduchu sa zavádza dodatočná teplotná prísada. o, v závislosti od mesačného množstva slnečného žiarenia absorbovaného stenou VK(obr. 1.15). Pri znalosti intenzity celkového slnečného žiarenia prichádzajúceho na stenu a albeda povrchu tejto steny je teda možné vypočítať jej teplotu zavedením vhodnej korekcie teploty vzduchu.

VK, kWh/m2

Ryža. 1.15. Zvýšenie teploty vonkajšieho povrchu steny v dôsledku absorpcie slnečného žiarenia

Vo všeobecnosti sa prídavok teploty v dôsledku absorbovaného žiarenia určuje za inak rovnakých podmienok, t.j. pri rovnakej teplote vzduchu, vlhkosti a tepelnom odpore plášťa budovy bez ohľadu na rýchlosť vetra.

Za jasného počasia na poludnie môžu južné, predpoludním - juhovýchodné a poobede - juhozápadné steny absorbovať až 350-400 kWh/m 2 slnečného tepla a zohriať sa tak, že ich teplota môže presiahnuť 15-20°C vonkajšieho vzduchu teplota. To vytvára veľké teplotné rozdiely

trusty medzi stenami tej istej budovy. Tieto kontrasty sa v niektorých oblastiach ukazujú ako významné nielen v lete, ale aj v chladnom období so slnečným slabým vetrom, dokonca aj pri veľmi nízkych teplotách vzduchu. Obzvlášť vystavené silnému prehriatiu kovové konštrukcie. Takže podľa dostupných pozorovaní v Jakutsku, ktoré sa nachádza v miernom, ostro kontinentálnom podnebí, ktoré sa vyznačuje zamračeným počasím v zime av lete, v poludňajších hodinách s jasnou oblohou, hliníkové časti obvodových konštrukcií a strecha VE Yakutskaya teplo až o 40-50 °C nad teplotu vzduchu, a to aj pri nízkych hodnotách teploty vzduchu.

Prehrievanie zateplených stien v dôsledku pohlcovania slnečného žiarenia je potrebné zabezpečiť už v štádiu architektonického návrhu. Tento efekt si vyžaduje nielen ochranu stien pred nadmerným slnečným žiarením architektonickými metódami, ale aj vhodné plánovacie riešenia budov, použitie vykurovacích systémov rôznych výkonov pre rôzne orientované fasády, pokládku v projekte švíkov na zmiernenie napätia v konštrukciách a porušenie tesnosti spojov v dôsledku ich teplotných deformácií atď.

V tabuľke. 1.11 sú ako príklad uvedené mesačné sumy absorbovaného slnečného žiarenia v júni pre viaceré geografické objekty bývalého ZSSR pre dané hodnoty albeda. Táto tabuľka ukazuje, že ak je albedo severnej steny budovy 30% a južnej 50%, potom v Odese, Tbilisi a Taškente sa zahrejú v rovnakej miere. Ak sa v severných oblastiach zníži albedo severnej steny na 10 %, potom dostane takmer 1,5-krát viac tepla ako stena s albedom 30 %.

Tabuľka 1.11

Mesačné sumy slnečného žiarenia absorbovaného stenami budov v júni pri rôznych hodnotách albeda (kWh/m2)

Vyššie uvedené príklady, založené na údajoch o celkovom (priamom a difúznom) slnečnom žiarení obsiahnutých v Joint Venture „Construction Climatology“ a klimatických referenčných knihách, neberú do úvahy slnečné žiarenie odrazené od zemského povrchu a okolitých objektov (napr. existujúce budovy) prichádzajúce k rôznym stenám budov. Menej záleží na ich zameraní, preto to nie je uvedené v regulačných dokumentoch pre výstavbu. Toto odrazené žiarenie však môže byť dosť intenzívne a svojou silou porovnateľné s priamym alebo difúznym žiarením. Preto sa pri architektonickom návrhu musí brať do úvahy, kalkulovať pre každý konkrétny prípad.

PREDNÁŠKA 2.

SLNEČNÉ ŽIARENIE.

Plán:

1. Hodnota slnečného žiarenia pre život na Zemi.

2. Druhy slnečného žiarenia.

3. Spektrálne zloženie slnečného žiarenia.

4. Absorpcia a rozptyl žiarenia.

5.PAR (fotosynteticky aktívne žiarenie).

6. Radiačná bilancia.

1. Hlavným zdrojom energie na Zemi pre všetko živé (rastliny, zvieratá a ľudí) je energia slnka.

Slnko je plynová guľa s polomerom 695 300 km. Polomer Slnka je 109-krát väčší ako polomer Zeme (rovníkový 6378,2 km, polárny 6356,8 km). Slnko sa skladá hlavne z vodíka (64 %) a hélia (32 %). Zvyšok tvorí len 4 % jeho hmotnosti.

Slnečná energia je hlavnou podmienkou existencie biosféry a jedným z hlavných faktorov tvoriacich klímu. Vplyvom energie Slnka sa vzduchové hmoty v atmosfére neustále pohybujú, čo zabezpečuje stálosť plynného zloženia atmosféry. Pôsobením slnečného žiarenia sa z povrchu nádrží, pôdy, rastlín vyparuje obrovské množstvo vody. Vodná para prenášaná vetrom z oceánov a morí na kontinenty je hlavným zdrojom zrážok pre pevninu.

Slnečná energia je nevyhnutnou podmienkou existencie zelených rastlín, ktoré pri fotosyntéze premieňajú slnečnú energiu na vysokoenergetické organické látky.

Rast a vývoj rastlín je proces asimilácie a spracovania slnečnej energie, preto je poľnohospodárska výroba možná len vtedy, ak sa slnečná energia dostane na povrch Zeme. Ruský vedec napísal: „Dajte najlepšiemu kuchárovi toľko, koľko chcete. čerstvý vzduch, slnečné svetlo, celá rieka čistá voda, požiadajte ho, aby z toho všetkého uvaril cukor, škrob, tuky a obilniny a bude si myslieť, že sa mu smejete. Ale to, čo sa človeku zdá úplne fantastické, sa pod vplyvom energie Slnka uskutočňuje bez prekážok v zelených listoch rastlín. Odhaduje sa, že 1 m2. meter listov za hodinu vyprodukuje gram cukru. Vzhľadom na to, že Zem je obklopená súvislou vrstvou atmosféry, slnečné lúče pred dopadom na zemský povrch prechádzajú celou hrúbkou atmosféry, ktorá ich čiastočne odráža, čiastočne rozptyľuje, t.j. mení množstvo a kvalitu slnečného žiarenia vstupujúceho na zemský povrch. Živé organizmy sú citlivé na zmeny intenzity osvetlenia vytváraného slnečným žiarením. Vzhľadom na rôznu odozvu na intenzitu svetla sa všetky formy vegetácie delia na svetlomilné a tieňovzdorné. Nedostatočné osvetlenie plodín spôsobuje napríklad slabú diferenciáciu pletív slamy obilnín. V dôsledku toho klesá pevnosť a elasticita tkanív, čo často vedie k poliehaniu plodín. V zahustených porastoch kukurice je v dôsledku slabého osvetlenia slnečným žiarením oslabená tvorba klasov na rastlinách.

Slnečné žiarenie ovplyvňuje chemické zloženie poľnohospodárskych produktov. Napríklad obsah cukru v repe a ovocí, obsah bielkovín v pšeničnom zrne priamo závisí od počtu slnečných dní. Množstvo oleja v semenách slnečnice, ľanu sa tiež zvyšuje s nárastom príchodu slnečného žiarenia.

Osvetlenie nadzemných častí rastlín výrazne ovplyvňuje vstrebávanie živín koreňmi. Pri slabom osvetlení sa spomaľuje prenos asimilátov do koreňov a v dôsledku toho sú inhibované biosyntetické procesy prebiehajúce v rastlinných bunkách.

Osvetlenie ovplyvňuje aj vznik, šírenie a rozvoj chorôb rastlín. Obdobie infekcie pozostáva z dvoch fáz, ktoré sa navzájom líšia v reakcii na svetelný faktor. Prvý z nich – samotné klíčenie spór a prienik infekčného princípu do tkanív postihnutej kultúry – vo väčšine prípadov nezávisí od prítomnosti a intenzity svetla. Druhý – po vyklíčení spór – je najaktívnejší pri vysokých svetelných podmienkach.

Pozitívny vplyv svetla ovplyvňuje aj rýchlosť vývoja patogénu v hostiteľskej rastline. To sa prejavuje najmä pri hrdzavých hubách. Čím viac svetla, tým kratšia je inkubačná doba pre hrdzu pšeničnú, hrdzu jačmennú, hrdzu ľanu a fazuľu atď. A to zvyšuje počet generácií huby a zvyšuje intenzitu infekcie. V intenzívnych svetelných podmienkach sa u tohto patogénu zvyšuje plodnosť.

Niektoré choroby sa najaktívnejšie vyvíjajú pri slabom osvetlení, čo spôsobuje oslabenie rastlín a zníženie ich odolnosti voči chorobám (pôvodcovia rôznych druhov hniloby, najmä zeleninových plodín).

Trvanie osvetlenia a rastlín. Rytmus slnečného žiarenia (striedanie svetlých a tmavých častí dňa) je najstabilnejší a z roka na rok sa opakujúci faktor prostredia. Fyziológovia ako výsledok dlhoročného výskumu stanovili závislosť prechodu rastlín na generatívny vývoj od určitého pomeru dĺžky dňa a noci. V tomto ohľade možno kultúry podľa fotoperiodickej reakcie rozdeliť do skupín: krátky deň ktorých vývoj je oneskorený pri dĺžke dňa viac ako 10 hodín. Krátky deň podporuje tvorbu kvetov, zatiaľ čo dlhý deň jej zabraňuje. Medzi takéto plodiny patrí sója, ryža, proso, cirok, kukurica atď.;

dlhý deň do 12-13 hod., vyžadujúce pre svoj rozvoj dlhodobé osvetlenie. Ich vývoj sa zrýchľuje, keď je dĺžka dňa asi 20 hodín Medzi tieto plodiny patrí raž, ovos, pšenica, ľan, hrach, špenát, ďatelina atď.;

neutrálne vzhľadom na dĺžku dňa, ktorých vývin nezávisí od dĺžky dňa, napríklad paradajka, pohánka, strukoviny, rebarbora.

Zistilo sa, že prevaha určitého spektrálneho zloženia v žiarivom toku je nevyhnutná pre začiatok kvitnutia rastlín. Rastliny krátkeho dňa sa vyvíjajú rýchlejšie, keď maximum žiarenia dopadá na modrofialové lúče, a rastliny dlhého dňa - na červené. Trvanie svetlej časti dňa (astronomická dĺžka dňa) závisí od ročného obdobia a zemepisnej šírky. Na rovníku je trvanie dňa počas celého roka 12 hodín ± 30 minút. Pri prechode od rovníka k pólom po jarnej rovnodennosti (21.03.) sa dĺžka dňa predĺži na sever a zníži na juh. Po jesennej rovnodennosti (23.09.) je distribúcia dĺžky dňa obrátená. Na severnej pologuli je najdlhším dňom 22. jún, ktorého trvanie je 24 hodín severne od polárneho kruhu Najkratším dňom na severnej pologuli je 22. december a za polárnym kruhom v zimných mesiacoch Slnko nesvieti. vôbec vystúpiť nad horizont. V stredných zemepisných šírkach, napríklad v Moskve, sa dĺžka dňa počas roka pohybuje od 7 do 17,5 hodiny.

2. Druhy slnečného žiarenia.

Slnečné žiarenie sa skladá z troch zložiek: priame slnečné žiarenie, rozptýlené a celkové.

PRIAMY SLNEČNÉ ŽIARENIES-žiarenie prichádzajúce zo Slnka do atmosféry a následne na zemský povrch vo forme zväzku rovnobežných lúčov. Jeho intenzita sa meria v kalóriách na cm2 za minútu. Závisí to od výšky slnka a stavu atmosféry (oblačnosť, prach, vodná para). Ročné množstvo priameho slnečného žiarenia na vodorovnom povrchu územia Stavropolského územia je 65-76 kcal/cm2/min. Na úrovni mora, pri vysokej polohe Slnka (leto, poludnie) a dobrej priehľadnosti je priame slnečné žiarenie 1,5 kcal / cm2 / min. Toto je časť spektra s krátkou vlnovou dĺžkou. Pri prechode toku priameho slnečného žiarenia atmosférou zoslabne v dôsledku absorpcie (asi 15%) a rozptylu (asi 25%) energie plynmi, aerosólmi, oblakmi.

Tok priameho slnečného žiarenia dopadajúceho na vodorovný povrch sa nazýva insolácia. S= S hriech ahojje vertikálna zložka priameho slnečného žiarenia.

S – množstvo tepla prijatého povrchom kolmým na lúč ,

ahoj – výška Slnka, teda uhol, ktorý zviera slnečný lúč s vodorovnou plochou .

Na hranici atmosféry je intenzita slnečného žiareniaTakže= 1,98 kcal/cm2/min. - podľa medzinárodnej dohody z roku 1958. Nazýva sa to slnečná konštanta. To by bolo na povrchu, keby bola atmosféra absolútne priehľadná.

Ryža. 2.1. Cesta slnečných lúčov atmosférou rôzna výška slnko

ROZPTYLOVÉ ŽIARENIED – časť slnečného žiarenia v dôsledku rozptylu atmosférou sa vracia späť do vesmíru, no značná časť sa dostáva na Zem vo forme rozptýleného žiarenia. Maximálne rozptýlené žiarenie + 1 kcal/cm2/min. Zaznamenáva sa na jasnej oblohe, ak je na nej vysoká oblačnosť. Pri zamračenej oblohe je spektrum rozptýleného žiarenia podobné spektru slnečného žiarenia. Toto je časť spektra s krátkou vlnovou dĺžkou. Vlnová dĺžka 0,17-4 mikrónov.

CELKOVÉ ŽIARENIEQ- pozostáva z difúzneho a priameho žiarenia na vodorovný povrch. Q= S+ D.

Pomer medzi priamym a difúznym žiarením v zložení celkového žiarenia závisí od výšky Slnka, oblačnosti a znečistenia atmosféry a od výšky povrchu nad morom. S rastúcou výškou Slnka klesá podiel rozptýleného žiarenia na bezoblačnej oblohe. Čím je atmosféra priehľadnejšia a čím je Slnko vyššie, tým je podiel rozptýleného žiarenia menší. Pri súvislých hustých oblakoch sa celkové žiarenie skladá výlučne z rozptýleného žiarenia. V zime vplyvom odrazu žiarenia od snehovej pokrývky a jej sekundárneho rozptylu v atmosfére citeľne stúpa podiel rozptýleného žiarenia na zložení celku.

Svetlo a teplo prijímané rastlinami zo Slnka je výsledkom pôsobenia celkového slnečného žiarenia. Preto sú pre poľnohospodárstvo veľmi dôležité údaje o množstve žiarenia prijatého povrchom za deň, mesiac, vegetačné obdobie a rok.

odrazené slnečné žiarenie. Albedo. Celkové žiarenie, ktoré sa dostalo na zemský povrch, čiastočne sa od neho odrazilo, vytvára odrazené slnečné žiarenie (RK), smerujúce od zemského povrchu do atmosféry. Hodnota odrazeného žiarenia do značnej miery závisí od vlastností a stavu odrážajúceho povrchu: farba, drsnosť, vlhkosť atď. Odrazivosť akéhokoľvek povrchu môže byť charakterizovaná jeho albedom (Ak), ktoré sa chápe ako pomer odrazeného slnečného žiarenia. celkom. Albedo sa zvyčajne vyjadruje v percentách:

Pozorovania ukazujú, že albedo rôznych povrchov sa pohybuje v relatívne úzkych medziach (10...30%), s výnimkou snehu a vody.

Albedo závisí od pôdnej vlhkosti, s nárastom ktorej klesá, čo je dôležité v procese zmeny tepelného režimu zavlažovaných polí. V dôsledku poklesu albeda, keď je pôda navlhčená, absorbované žiarenie sa zvyšuje. Albedo rôznych povrchov má zreteľné denné a ročné kolísanie v dôsledku závislosti albeda od výšky Slnka. Najnižšia hodnota albedo sa pozoruje v blízkosti poludnia a počas roka - v lete.

Vlastné žiarenie Zeme a protižiarenie atmosféry. Efektívne žiarenie. Zemský povrch ako fyzické teleso s teplotou nad absolútnou nulou (-273°C) je zdrojom žiarenia, ktoré sa nazýva vlastné žiarenie Zeme (E3). Smeruje do atmosféry a je takmer úplne absorbovaný vodnými parami, kvapkami vody a oxidom uhličitým obsiahnutým vo vzduchu. Žiarenie Zeme závisí od teploty jej povrchu.

Atmosféra, pohlcujúca malé množstvo slnečného žiarenia a takmer všetku energiu vyžarovanú zemským povrchom, sa zahrieva a následne aj vyžaruje energiu. Asi 30 % atmosférického žiarenia ide do vesmíru a asi 70 % prichádza na povrch Zeme a nazýva sa protiatmosférické žiarenie (Ea).

Množstvo energie vyžarovanej atmosférou je priamo úmerné jej teplote, obsahu oxidu uhličitého, ozónu a oblačnosti.

Povrch Zeme absorbuje toto protižiarenie takmer úplne (o 90...99%). Je teda dôležitým zdrojom tepla pre zemský povrch popri absorbovanom slnečnom žiarení. Tento vplyv atmosféry na tepelný režim Zeme sa nazýva skleníkový alebo skleníkový efekt kvôli vonkajšej analógii s pôsobením skiel v skleníkoch a skleníkoch. Sklo dobre prepúšťa slnečné lúče, ktoré ohrievajú pôdu a rastliny, ale odďaľujú tepelné žiarenie zohriatej pôdy a rastlín.

Rozdiel medzi vlastným žiarením zemského povrchu a protižiarením atmosféry sa nazýva efektívne žiarenie: Eef.

Eef= E3-Ea

Za jasných a mierne zamračených nocí je efektívne žiarenie oveľa väčšie ako za zamračených nocí, preto je väčšie aj nočné ochladzovanie zemského povrchu. Cez deň je blokovaný absorbovaným celkovým žiarením, v dôsledku čoho stúpa povrchová teplota. Zároveň sa zvyšuje aj účinné žiarenie. Zemský povrch v stredných zemepisných šírkach stráca efektívnym žiarením 70...140 W/m2, čo je asi polovica množstva tepla, ktoré prijíma absorpciou slnečného žiarenia.

3. Spektrálne zloženie žiarenia.

Slnko ako zdroj žiarenia má množstvo vyžarovaných vĺn. Toky žiarivej energie pozdĺž vlnovej dĺžky sú podmienene rozdelené na krátke vlny (X < 4 мкм) и длинноволновую (А. >4 µm) žiarenia. Spektrum slnečného žiarenia na hranici zemskej atmosféry je prakticky medzi vlnovými dĺžkami 0,17 až 4 mikróny a pozemské a atmosférické žiarenie - od 4 do 120 mikrónov. V dôsledku toho sa toky slnečného žiarenia (S, D, RK) vzťahujú na krátkovlnné žiarenie a žiarenie Zeme (3 £) a atmosféry (Ea) na dlhovlnné žiarenie.

Spektrum slnečného žiarenia možno rozdeliť do troch kvalitatívne odlišných častí: ultrafialové (Y< 0,40 мкм), ви­димую (0,40 мкм < Y < 0,75 um) a infračervené (0,76 um < Y < 4 um). Pred ultrafialovou časťou spektra slnečného žiarenia leží röntgenové žiarenie a za infračerveným - rádiové vyžarovanie Slnka. Na hornej hranici atmosféry predstavuje ultrafialová časť spektra asi 7 % energie slnečného žiarenia, 46 % viditeľného a 47 % infračerveného žiarenia.

Žiarenie vyžarované zemou a atmosférou sa nazýva tzv vzdialené infračervené žiarenie.

Biologický účinok rôznych druhov žiarenia na rastliny je rôzny. ultrafialové žiarenie spomaľuje rastové procesy, ale urýchľuje prechod štádií tvorby reprodukčných orgánov v rastlinách.

Hodnota infračerveného žiarenia, ktorý je aktívne absorbovaný vodou v listoch a stonkách rastlín, je jeho tepelný účinok, ktorý výrazne ovplyvňuje rast a vývoj rastlín.

vzdialené infračervené žiarenie vyrába iba tepelný efekt na rastlinách. Jeho vplyv na rast a vývoj rastlín je zanedbateľný.

Viditeľná časť slnečného spektra po prvé, vytvára osvetlenie. Po druhé, takzvané fyziologické žiarenie (A, = 0,35 ... 0,75 μm), ktoré je absorbované listovými pigmentmi, sa takmer zhoduje s oblasťou viditeľného žiarenia (čiastočne zachytáva oblasť ultrafialového žiarenia). Jeho energia má v živote rastlín dôležitý regulačný a energetický význam. V rámci tejto oblasti spektra sa rozlišuje oblasť fotosynteticky aktívneho žiarenia.

4. Absorpcia a rozptyl žiarenia v atmosfére.

Pri prechode zemskou atmosférou sa slnečné žiarenie tlmí v dôsledku absorpcie a rozptylu atmosférickými plynmi a aerosólmi. Zároveň sa mení aj jeho spektrálne zloženie. V rôznych výškach Slnka a rôznych výškach pozorovacieho bodu nad zemským povrchom nie je dĺžka dráhy, ktorú prejde slnečný lúč v atmosfére, rovnaká. S poklesom nadmorskej výšky ultrafialová časť žiarenia klesá obzvlášť výrazne, viditeľná časť klesá o niečo menej a len mierne infračervená časť.

K rozptylu žiarenia v atmosfére dochádza najmä v dôsledku neustáleho kolísania (kolísania) hustoty vzduchu v každom bode atmosféry, spôsobeného tvorbou a deštrukciou akýchsi „zhlukov“ (zhlukov) molekúl atmosférického plynu. Aerosólové častice tiež rozptyľujú slnečné žiarenie. Intenzitu rozptylu charakterizuje koeficient rozptylu.

K = pridať vzorec.

Intenzita rozptylu závisí od počtu rozptylujúcich častíc na jednotku objemu, od ich veľkosti a charakteru a tiež od vlnových dĺžok samotného rozptýleného žiarenia.

Lúče sa rozptyľujú tým silnejšie, čím je vlnová dĺžka kratšia. Napríklad fialové lúče sa rozptyľujú 14-krát viac ako červené, čo vysvetľuje modrú farbu oblohy. Ako je uvedené vyššie (pozri časť 2.2), priame slnečné žiarenie prechádzajúce atmosférou sa čiastočne rozptýli. V čistom a suchom vzduchu sa intenzita koeficientu molekulárneho rozptylu riadi Rayleighovým zákonom:

k= s/Y4 ,

kde C je koeficient závislý od počtu molekúl plynu na jednotku objemu; X je dĺžka rozptýlenej vlny.

Keďže vzdialené vlnové dĺžky červeného svetla sú takmer dvojnásobkom vlnových dĺžok fialového svetla, prvé z nich sú rozptýlené molekulami vzduchu 14-krát menej ako to druhé. Keďže počiatočná energia (pred rozptylom) fialových lúčov je menšia ako modrá a modrá, maximum energie v rozptýlenom svetle (rozptýlené slnečné žiarenie) je posunuté do modro-modrých lúčov, ktoré určuje modrú farbu oblohy. Difúzne žiarenie je teda bohatšie na fotosynteticky aktívne lúče ako priame žiarenie.

Vo vzduchu obsahujúcom nečistoty (malé kvapôčky vody, ľadové kryštály, prachové častice atď.) je rozptyl rovnaký pre všetky oblasti viditeľného žiarenia. Preto obloha získa belavý odtieň (objaví sa opar). Prvky oblakov (veľké kvapôčky a kryštály) slnečné lúče vôbec nerozptyľujú, ale difúzne odrážajú. Výsledkom je, že oblaky osvetlené Slnkom sú biele.

5. PAR (fotosynteticky aktívne žiarenie)

Fotosynteticky aktívne žiarenie. V procese fotosyntézy sa nevyužíva celé spektrum slnečného žiarenia, ale iba jeho

časť v rozsahu vlnových dĺžok 0,38 ... 0,71 mikrónov, - fotosynteticky aktívneho žiarenia (PAR).

Je známe, že viditeľné žiarenie, vnímané ľudským okom ako biele, pozostáva z farebných lúčov: červenej, oranžovej, žltej, zelenej, modrej, indigovej a fialovej.

Asimilácia energie slnečného žiarenia listami rastlín je selektívna (selektívna). Najintenzívnejšie listy absorbujú modrofialové (X = 0,48 ... 0,40 mikrónov) a oranžovo-červené (X = 0,68 mikrónov) lúče, menej žltozelené (A. = 0,58 ... 0,50 mikrónov) a výrazne červené (A .\u003e 0,69 mikrónov) lúče.

Pri zemskom povrchu dopadá maximum energie v spektre priameho slnečného žiarenia, keď je Slnko vysoko, do oblasti žltozelených lúčov (disk Slnka je žltý). Keď je Slnko blízko horizontu, ďaleko červené lúče majú maximálnu energiu (slnečný kotúč je červený). Preto sa energia priameho slnečného žiarenia málo podieľa na procese fotosyntézy.

Keďže PAR je jedným z kritických faktorov veľký praktický význam majú produktivita poľnohospodárskych závodov, informácie o množstve prichádzajúcich PAR, zúčtovanie jeho rozloženia po území a v čase.

Intenzitu PAR možno merať, ale to si vyžaduje špeciálne svetelné filtre, ktoré prepúšťajú iba vlny v rozsahu 0,38 ... 0,71 mikrónov. Také zariadenia existujú, ale nepoužívajú sa na sieti aktinometrických staníc, ale merajú intenzitu integrálneho spektra slnečného žiarenia. Hodnotu PAR možno vypočítať z údajov o príchode priameho, difúzneho alebo celkového žiarenia pomocou koeficientov navrhnutých H. G. Toomingom a:

Qfar = 0,43 S"+0,57 D);

boli vypracované distribučné mapy mesačných a ročných čiastok Ďaleka na území Ruska.

Na charakterizáciu stupňa využitia PAR plodinami sa používa účinnosť PAR:

KPIfar = (súčetQ/ svetlomety/sumaQ/ svetlomety) 100%,

kde súčetQ/ svetlomety- množstvo PAR vynaložené na fotosyntézu počas vegetačného obdobia rastlín; súčetQ/ svetlomety- množstvo PAR prijaté za plodiny počas tohto obdobia;

Plodiny podľa ich priemerných hodnôt CPIF sú rozdelené do skupín (podľa): zvyčajne pozorované - 0,5 ... 1,5%; dobrý-1,5...3,0; záznam - 3,5...5,0; teoreticky možné - 6,0 ... 8,0%.

6. ŽIAROVÁ ROVNOVÁHA ZEMESKÉHO POVRCHU

Rozdiel medzi prichádzajúcimi a odchádzajúcimi tokmi žiarivej energie sa nazýva radiačná bilancia zemského povrchu (B).

Vstupnú časť radiačnej bilancie zemského povrchu počas dňa tvorí priame slnečné a difúzne žiarenie, ako aj atmosférické žiarenie. Výdajovou časťou bilancie je žiarenie zemského povrchu a odrazené slnečné žiarenie:

B= S / + D+ Ea-E3-Rk

Rovnicu možno napísať aj v inom tvare: B = Q- RK - Eef.

Pre nočný čas má rovnica radiačnej bilancie nasledujúci tvar:

B \u003d Ea - E3 alebo B \u003d -Eef.

Ak je vstup žiarenia väčší ako výstup, potom je bilancia žiarenia kladná a aktívny povrch* sa zahrieva. Pri negatívnom zostatku sa ochladzuje. V lete je radiačná bilancia cez deň pozitívna a v noci negatívna. Prechod nulou nastáva ráno približne 1 hodinu po východe slnka a večer 1-2 hodiny pred západom slnka.

Ročná radiačná bilancia v oblastiach, kde je stabilná snehová pokrývka, má záporné hodnoty v chladnom období a kladné hodnoty v teplom období.

Radiačná bilancia zemského povrchu výrazne ovplyvňuje rozloženie teploty v pôde a povrchovej vrstve atmosféry, ako aj procesy vyparovania a topenia snehu, tvorbu hmly a námrazy, zmeny vlastností vzdušných hmôt (ich transformácia).

Znalosť radiačného režimu poľnohospodárskej pôdy umožňuje vypočítať množstvo žiarenia absorbovaného plodinami a pôdou v závislosti od výšky Slnka, štruktúry plodín a fázy vývoja rastlín. Údaje o režime sú potrebné aj na hodnotenie rôznych metód regulácie teploty a vlhkosti pôdy, výparu, od ktorých závisí rast a vývoj rastlín, tvorba úrody, jej množstvo a kvalita.

Efektívnymi agrotechnickými metódami ovplyvňovania radiácie a následne tepelného režimu aktívnej plochy je mulčovanie (pokrytie pôdy tenkou vrstvou rašelinovej drte, hnilého hnoja, pilín a pod.), zakrytie pôdy plastovým obalom a závlaha. . To všetko mení reflexnú a absorpčnú schopnosť aktívneho povrchu.

* Aktívny povrch - povrch pôdy, vody alebo vegetácie, ktorý priamo absorbuje slnečné a atmosférické žiarenie a vyžaruje žiarenie do atmosféry, čím reguluje tepelný režim priľahlých vrstiev vzduchu a podložných vrstiev pôdy, vody, vegetácie.

Slnečné žiarenie

Slnečné žiarenie

elektromagnetického žiarenia zo slnka a do zemskej atmosféry. Vlnové dĺžky slnečného žiarenia sú sústredené v rozsahu od 0,17 do 4 mikrónov s max. pri vlne 0,475 mikrónu. OK 48% energie slnečného žiarenia pripadá na viditeľnú časť spektra (vlnová dĺžka od 0,4 do 0,76 mikrónov), 45% - na infračervené (viac ako 0,76 mikrónov) a 7% - na ultrafialové (menej ako 0,4 um). Slnečné žiarenie - hlavné. zdroj energie procesov v atmosfére, oceáne, biosfére atď. Meria sa v jednotkách energie na jednotku plochy za jednotku času, napr. W/m². Slnečné žiarenie na hornej hranici atmosféry pri porov. vzdialenosť Zeme od Slnka sa nazýva slnečná konštanta a je cca. 1382 W/m². Pri prechode zemskou atmosférou slnečné žiarenie mení intenzitu a spektrálne zloženie v dôsledku absorpcie a rozptylu časticami vzduchu, plynnými nečistotami a aerosólom. Na povrchu Zeme je spektrum slnečného žiarenia obmedzené na 0,29–2,0 µm a jeho intenzita je výrazne znížená v závislosti od obsahu nečistôt, nadmorskej výšky a oblačnosti. Priame žiarenie sa dostáva na zemský povrch, pri prechode atmosférou utlmené, ako aj difúzne, vznikajúce priamym rozptylom v atmosfére. Časť priameho slnečného žiarenia sa odráža od zemského povrchu a oblakov a ide do vesmíru; rozptýlené žiarenie čiastočne uniká aj do vesmíru. Zvyšok slnečného žiarenia v hlavnom. sa mení na teplo, ohrieva zemský povrch a čiastočne aj vzduch. Slnečné žiarenie, teda arr., je jedným z hlavných. zložky radiačnej bilancie.

Geografia. Moderná ilustrovaná encyklopédia. - M.: Rosman. Pod redakciou prof. A. P. Gorkina. 2006 .

Pozrite sa, čo je „slnečné žiarenie“ v iných slovníkoch:

Elektromagnetické a korpuskulárne žiarenie Slnka. Elektromagnetické žiarenie pokrýva rozsah vlnových dĺžok od gama žiarenia po rádiové vlny, jeho energetické maximum spadá do viditeľnej časti spektra. Korpuskulárna zložka slnečného ... ... Veľký encyklopedický slovník

slnečné žiarenie- Celkový tok elektromagnetického žiarenia vyžarovaného Slnkom a dopadajúceho na Zem... Geografický slovník

Tento výraz má iné významy, pozri Žiarenie (významy). V tomto článku chýbajú odkazy na zdroje informácií. Informácie musia byť overiteľné, inak môžu byť spochybnené... Wikipedia

Všetky procesy na povrchu zemegule, nech sú akékoľvek, majú svoj zdroj slnečnej energie. Študujú sa čisto mechanické procesy, chemické procesy vo vzduchu, vode, pôde, fyziologické procesy alebo čokoľvek ... ... Encyklopedický slovník F.A. Brockhaus a I.A. Efron

Elektromagnetické a korpuskulárne žiarenie Slnka. Elektromagnetické žiarenie pokrýva rozsah vlnových dĺžok od gama žiarenia po rádiové vlny, jeho energetické maximum spadá do viditeľnej časti spektra. Korpuskulárna zložka slnečného ... ... encyklopedický slovník

slnečné žiarenie- Saulės spinduliuotė statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. slnečné žiarenie vok. Sonnenstrahlung, fr rus. slnečné žiarenie, n; slnečné žiarenie, f; slnečné žiarenie, n pranc. rayonnement solaire, m … Fizikos terminų žodynas

slnečné žiarenie- Saulės spinduliuotė statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Saulės atmosferos elektromagnetinė (infraraudonoji 0,76 nm sudaro 45%, matomoji 0,38–0,76 nm – 48%, ultrafialové žiarenie 0…8 kvantitatívneho šumu nm… Ekologijos terminų aiskinamasis žodynas

Žiarenie Slnka elektromagnetického a korpuskulárneho charakteru. S. r. hlavný zdroj energie pre väčšinu procesov prebiehajúcich na Zemi. Corpuscular S. r. pozostáva hlavne z protónov s rýchlosťami 300 1500 v blízkosti Zeme ... ... Veľká sovietska encyklopédia

Email magn. a korpuskulárneho žiarenia Slnka. Email magn. žiarenie pokrýva rozsah vlnových dĺžok od gama žiarenia po rádiové vlny, jeho energiu. Maximum je vo viditeľnej časti spektra. Korpuskulárna zložka S. p. pozostáva z ch. arr. od…… Prírodná veda. encyklopedický slovník

priame slnečné žiarenie- Slnečné žiarenie prichádzajúce priamo zo slnečného disku... Geografický slovník

knihy

• Slnečné žiarenie a klíma Zeme, Fedorov Valery Michajlovič. Kniha prezentuje výsledky štúdií variácií slnečného žiarenia Zeme spojených s nebesko-mechanickými procesmi. Analyzujú sa nízkofrekvenčné a vysokofrekvenčné zmeny v slnečnej klíme…

Dazhbog medzi Slovanmi, Apollo medzi starými Grékmi, Mithra medzi Indo-Iráncami, Amon Ra medzi starovekými Egypťanmi, Tonatiu medzi Aztékmi – v starovekom panteizme ľudia týmito menami nazývali Boha Slnkom.

Už od pradávna ľudia chápali, aké dôležité je Slnko pre život na Zemi, a zbožňovali ho.

Svietivosť Slnka je obrovská a dosahuje 3,85 x 10 23 kW. Slnečná energia pôsobiaca na plochu len 1 m 2 je schopná nabiť motor s výkonom 1,4 kW.

Zdrojom energie je termonukleárna reakcia prebiehajúca v jadre hviezdy.

Výsledné 4 He je takmer (0,01%) celého hélia Zeme.

Hviezda našej sústavy vyžaruje elektromagnetické a korpuskulárne žiarenie. Z vonkajšej strany slnečnej koróny „fúka“ do vesmíru slnečný vietor pozostávajúci z protónov, elektrónov a α-častíc. So slnečným vetrom sa ročne stratí 2-3x10-14 hmotností svietidla. Magnetické búrky a polárne svetlá sú spojené s korpuskulárnym žiarením.

Elektromagnetické žiarenie (slnečné žiarenie) dopadá na povrch našej planéty vo forme priamych a rozptýlených lúčov. Jeho spektrálny rozsah je:

• ultrafialové žiarenie;
• röntgenové lúče;
• γ-lúče.

Krátkovlnná časť predstavuje len 7 % energie. Viditeľné svetlo tvorí 48 % energie slnečného žiarenia. Tvorí ho hlavne modro-zelené emisné spektrum, 45 % tvorí infračervené žiarenie a len malá časť je zastúpená rádiovým vyžarovaním.

Ultrafialové žiarenie sa v závislosti od vlnovej dĺžky delí na:

Väčšina ultrafialového žiarenia s dlhou vlnovou dĺžkou dopadá na zemský povrch. Množstvo UV-B energie dopadajúcej na povrch planéty závisí od stavu ozónovej vrstvy. UV-C je takmer úplne absorbované ozónovou vrstvou a atmosférickými plynmi. Už v roku 1994 WHO a WMO navrhli zaviesť ultrafialový index (UV, W / m 2).

Viditeľná časť svetla nie je absorbovaná atmosférou, ale sú rozptýlené vlny určitého spektra. Infračervená farba alebo tepelná energia v oblasti stredných vĺn je absorbovaná hlavne vodnou parou a oxidom uhličitým. Zdrojom dlhovlnného spektra je zemský povrch.

Všetky vyššie uvedené rozsahy majú veľký význam pre život na Zemi. Značná časť slnečného žiarenia nedosahuje zemský povrch. V blízkosti povrchu planéty je registrovaná nasledujúce typyžiarenie:

• 1% ultrafialové;
• 40 % optických;
• 59% infračervené.

Intenzita slnečného žiarenia závisí od:

• zemepisná šírka;
• sezóna;
• čas dňa;
• stav atmosféry;
• vlastnosti a topografia zemského povrchu.

AT rôzne body Slnečné žiarenie Zeme ovplyvňuje živé organizmy rôznymi spôsobmi.

Fotobiologické procesy prebiehajúce pôsobením svetelnej energie možno v závislosti od ich úlohy rozdeliť do nasledujúcich skupín:

• biologická syntéza účinných látok(fotosyntéza);
• fotobiologické procesy, ktoré pomáhajú pri navigácii v priestore a napomáhajú získavaniu informácií (fototaxia, videnie, fotoperiodizmus);
• škodlivé účinky (mutácie, karcinogénne procesy, deštruktívne účinky na bioaktívne látky).

Svetelné žiarenie pôsobí stimulačne na fotobiologické procesy v organizme – syntézu vitamínov, pigmentov, bunkovú fotostimuláciu. V súčasnosti sa skúma senzibilizačný účinok slnečného žiarenia.

Ultrafialové žiarenie, pôsobiace na pokožku ľudského tela, stimuluje syntézu vitamínov D, B4 a bielkovín, ktoré sú regulátormi mnohých fyziologických procesov. Ultrafialové žiarenie ovplyvňuje:

• metabolické procesy;
• imunitný systém;
• nervový systém;
• endokrinný systém.

Senzibilizačný účinok ultrafialového žiarenia závisí od vlnovej dĺžky:

Stimulačný účinok slnečného žiarenia sa prejavuje zvýšením špecifickej a nešpecifickej imunity. Takže napríklad u detí, ktoré sú vystavené miernemu prirodzenému UV žiareniu, sa počet prechladnutí zníži o 1/3. Zároveň sa zvyšuje účinnosť liečby, nie sú žiadne komplikácie a skracuje sa obdobie ochorenia.

Baktericídne vlastnosti krátkovlnného spektra UV žiarenia sa využívajú v medicíne, Potravinársky priemysel, farmaceutická výroba na dezinfekciu prostredia, vzduchu a produktov. Ultrafialové žiarenie zničí tuberkulózny bacil v priebehu niekoľkých minút, stafylokok - za 25 minút a pôvodcu brušného týfusu - za 60 minút.

Nešpecifická imunita v reakcii na ultrafialové ožiarenie reaguje zvýšením komplimentových a aglutinačných titrov, zvýšením aktivity fagocytov. Ale zvýšené UV žiarenie spôsobuje patologické zmeny v tele:

• rakovina kože;
• solárny erytém;
• poškodenie imunitného systému, ktoré sa prejavuje výskytom pieh, nevi, solárneho lentiga.

Viditeľná časť slnečného svetla:

• umožňuje získať 80 % informácií pomocou vizuálneho analyzátora;
• urýchľuje metabolické procesy;
• zlepšuje náladu a celkovú pohodu;
• ohrieva;
• ovplyvňuje stav centrálneho nervového systému;
• určuje denné rytmy.

Stupeň vystavenia infračervenému žiareniu závisí od vlnovej dĺžky:

• dlhovlnná - má slabú penetračnú schopnosť a je z veľkej časti absorbovaná povrchom kože, čo spôsobuje erytém;
• krátkovlnné - preniká hlboko do tela, poskytuje vazodilatačný účinok, analgetický, protizápalový.

Okrem vplyvu na živé organizmy má slnečné žiarenie veľký význam pri formovaní klímy Zeme.

Význam slnečného žiarenia pre klímu

Slnko je hlavným zdrojom tepla, ktorý určuje klímu na Zemi. V raných fázach vývoja Zeme Slnko vyžarovalo o 30 % menej tepla ako teraz. Ale kvôli nasýteniu atmosféry plynmi a sopečným prachom bola klíma na Zemi vlhká a teplá.

V intenzite slnečného žiarenia je zaznamenaná cyklickosť, ktorá spôsobuje otepľovanie a ochladzovanie klímy. Cyklickosť vysvetľuje malé doba ľadová, ktorý prišiel v XIV-XIX storočí. a otepľovanie klímy pozorované v období 1900-1950.

V histórii planéty je zaznamenaná periodicita zmeny sklonu osi a extrémnosť obežnej dráhy, čo mení prerozdelenie slnečného žiarenia na povrchu a ovplyvňuje klímu. Napríklad tieto zmeny sa odrážajú v náraste a zmenšení oblasti saharskej púšte.

Medziľadové obdobia trvajú asi 10 000 rokov. Zem sa momentálne nachádza v medziľadovom období nazývanom heliocén. Vzhľadom na skorú ľudskú poľnohospodársku činnosť toto obdobie trvá dlhšie, ako sa vypočítalo.

Vedci opísali 35-45 ročné cykly klimatických zmien, počas ktorých sa suché a teplé podnebie mení na chladné a vlhké. Ovplyvňujú naplnenie vnútrozemských vôd, hladinu Svetového oceánu, zmeny zaľadnenia v Arktíde.

Slnečné žiarenie je rozložené inak. Napríklad v stredných zemepisných šírkach došlo v období rokov 1984 až 2008 k nárastu celkového a priameho slnečného žiarenia a k poklesu rozptýleného žiarenia. Zmeny intenzity sa zaznamenávajú aj počas roka. Takže vrchol padá na máj až august a minimum - v zime.

Keďže výška Slnka a dĺžka denného svetla v lete sú dlhšie, toto obdobie predstavuje až 50 % celkového ročného žiarenia. A v období od novembra do februára - iba 5%.

Množstvo slnečného žiarenia dopadajúceho na určitý povrch Zeme ovplyvňuje dôležité klimatické ukazovatele:

• teplota;
• vlhkosť;
• Atmosférický tlak;
• oblačnosť;
• zrážky;
• rýchlosť vetra.

Nárast slnečného žiarenia zvyšuje teplotu a atmosférický tlak, ostatné charakteristiky sú nepriamo úmerné. Vedci zistili, že úrovne celkového a priameho slnečného žiarenia majú najväčší vplyv na klímu.

Opatrenia na ochranu pred slnkom

Slnečné žiarenie má na človeka senzibilizačný a škodlivý účinok vo forme tepla a úpalu, negatívnych účinkov žiarenia na pokožku. Teraz sa k hnutiu proti opaľovaniu pridalo veľké množstvo celebrít.

Angelina Jolie napríklad hovorí, že kvôli dvojtýždňovým úpalom nechce obetovať niekoľko rokov svojho života.

Aby ste sa chránili pred slnečným žiarením, musíte:

1. opaľovanie ráno a večer je najbezpečnejší čas;
2. používať slnečné okuliare;
3. v období aktívneho slnka:

• zakryte si hlavu a otvorené plochy telo;
• používajte opaľovací krém s UV filtrom;
• nákup špeciálneho oblečenia;
• chráňte sa klobúkom so širokým okrajom alebo slnečníkom;
• dodržiavať pitný režim;
• vyhnúť sa intenzívnej fyzickej aktivite.

Slnečné žiarenie pri rozumnom používaní pôsobí blahodarne na ľudský organizmus.

Slnečné žiarenie je žiarenie vlastné svietidlu našej planetárnej sústavy. Slnko je hlavná hviezda, okolo ktorej sa točí Zem, ako aj susedné planéty. V skutočnosti je to obrovská guľa horúceho plynu, ktorá neustále vyžaruje toky energie do priestoru okolo nej. Tomu sa hovorí žiarenie. Smrteľná je zároveň táto energia - jeden z hlavných faktorov, ktoré umožňujú život na našej planéte. Ako všetko na tomto svete, aj výhody a škody slnečného žiarenia pre organický život spolu úzko súvisia.

Všeobecný pohľad

Aby ste pochopili, čo je slnečné žiarenie, musíte najprv pochopiť, čo je Slnko. Hlavným zdrojom tepla, ktorý poskytuje podmienky pre organickú existenciu na našej planéte, vo vesmírnych priestoroch je len malá hviezda na galaktickom okraji Mliečnej dráhy. Ale pre pozemšťanov je Slnko centrom minivesmíru. Koniec koncov, práve okolo tejto plynovej zrazeniny sa naša planéta točí. Slnko nám dáva teplo a svetlo, to znamená, že dodáva formy energie, bez ktorých by naša existencia nebola možná.

V dávnych dobách bolo zdrojom slnečného žiarenia - Slnko - božstvo, predmet hodný uctievania. Slnečná dráha po oblohe sa ľuďom zdala jasným dôkazom Božej vôle. Pokusy ponoriť sa do podstaty tohto javu, vysvetliť, čo je toto svietidlo, sa robili už dlho a Kopernik k nim mimoriadne významne prispel, keď vytvoril myšlienku heliocentrizmu, ktorá sa nápadne líšila od geocentrizmus všeobecne akceptovaný v tej dobe. Je však isté, že aj v dávnych dobách vedci viac ako raz premýšľali o tom, čo je Slnko, prečo je také dôležité pre akékoľvek formy života na našej planéte, prečo je pohyb tohto svietidla presne taký, ako ho vidíme. .

Pokrok techniky umožnil lepšie pochopiť, čo je Slnko, aké procesy prebiehajú vo vnútri hviezdy, na jej povrchu. Vedci sa dozvedeli, čo je slnečné žiarenie, ako plynový objekt ovplyvňuje planéty v zóne svojho vplyvu, najmä zemskú klímu. Teraz má ľudstvo dostatočne veľkú vedomostnú základňu, aby sme mohli s istotou povedať: bolo možné zistiť, aké je žiarenie vyžarované Slnkom, ako merať tento energetický tok a ako formulovať vlastnosti jeho vplyvu na rôzne formy organického života na Zemi. Zem.

O podmienkach

Najdôležitejší krok v osvojení si podstaty konceptu bol urobený v minulom storočí. Práve vtedy významný astronóm A. Eddington sformuloval predpoklad: v slnečných hĺbkach dochádza k termonukleárnej fúzii, ktorá umožňuje uvoľnenie obrovského množstva energie do priestoru okolo hviezdy. V snahe odhadnúť množstvo slnečného žiarenia bolo vynaložené úsilie na určenie skutočných parametrov prostredia na hviezde. Teplota jadra teda podľa vedcov dosahuje 15 miliónov stupňov. To stačí na vyrovnanie sa so vzájomným odpudivým vplyvom protónov. Zrážka jednotiek vedie k vytvoreniu jadier hélia.

Nové informácie upútali pozornosť mnohých významných vedcov vrátane A. Einsteina. V snahe odhadnúť množstvo slnečného žiarenia vedci zistili, že jadrá hélia majú nižšiu hmotnosť ako celková hodnota 4 protónov potrebných na vytvorenie novej štruktúry. Tak sa odhalila črta reakcií, nazývaná "hromadný defekt". Ale v prírode nemôže nič zmiznúť bez stopy! V snahe nájsť „uniknuté“ množstvá vedci porovnávali získavanie energie a špecifiká zmeny hmotnosti. Vtedy bolo možné odhaliť, že rozdiel vyžarujú gama kvantá.

Vyžarované objekty sa z jadra našej hviezdy dostávajú na jej povrch cez početné plynné vrstvy atmosféry, čo vedie k fragmentácii prvkov a vzniku elektromagnetického žiarenia na ich základe. Medzi ďalšie druhy slnečného žiarenia patrí svetlo vnímané ľudským okom. Približné odhady naznačujú, že proces prechodu gama lúčov trvá asi 10 miliónov rokov. Ďalších osem minút – a vyžiarená energia sa dostane na povrch našej planéty.

ako a čo?

Slnečné žiarenie sa nazýva celkový komplex elektromagnetického žiarenia, ktorý sa vyznačuje pomerne širokým rozsahom. Patrí sem aj takzvaný slnečný vietor, teda tok energie tvorený elektrónmi, časticami svetla. Na hraničnej vrstve atmosféry našej planéty je neustále pozorovaná rovnaká intenzita slnečného žiarenia. Energia hviezdy je diskrétna, jej prenos sa uskutočňuje kvantami, zatiaľ čo korpuskulárna nuansa je taká nevýznamná, že lúče možno považovať za elektromagnetické vlny. A ich rozdelenie, ako fyzici zistili, prebieha rovnomerne a v priamke. Aby bolo možné popísať slnečné žiarenie, je potrebné určiť jeho charakteristickú vlnovú dĺžku. Na základe tohto parametra je obvyklé rozlišovať niekoľko typov žiarenia:

• vrúcne;
• rádiové vlny;
• Biele svetlo;
• ultrafialové;
• gama;
• röntgen.

Pomer infračerveného, ​​viditeľného, ​​ultrafialového najlepšie sa odhaduje takto: 52%, 43%, 5%.

Pre kvantitatívne hodnotenie žiarenia je potrebné vypočítať hustotu energetického toku, to znamená množstvo energie, ktoré dosiahne obmedzenú oblasť povrchu v danom časovom období.

Štúdie ukázali, že slnečné žiarenie pohlcuje hlavne planetárna atmosféra. Vďaka tomu dochádza k zahrievaniu na teplotu vhodnú pre organický život, charakteristickú pre Zem. Existujúci ozónový obal prepúšťa len jednu stotinu ultrafialového žiarenia. Zároveň sú úplne zablokované krátke vlnové dĺžky, ktoré sú pre živé bytosti nebezpečné. Atmosférické vrstvy sú schopné rozptýliť takmer tretinu slnečných lúčov, ďalších 20 % pohltí. V dôsledku toho sa na povrch planéty nedostane viac ako polovica všetkej energie. Práve tomuto „zvyšku“ sa vo vede hovorí priame slnečné žiarenie.

Čo tak podrobnejšie?

Je známych niekoľko aspektov, ktoré určujú, aká intenzívna bude priama radiácia. Za najvýznamnejšie sa považuje uhol dopadu v závislosti od zemepisnej šírky ( geografický znak terén na zemeguli), ročné obdobie, ktoré určuje, ako ďaleko je konkrétny bod od zdroja žiarenia. Veľa závisí od charakteristík atmosféry – aká je znečistená, koľko oblakov je v danom momente. Nakoniec zohráva úlohu povaha povrchu, na ktorý lúč dopadá, konkrétne jeho schopnosť odrážať prichádzajúce vlny.

Celkové slnečné žiarenie je hodnota, ktorá kombinuje rozptýlené objemy a priame žiarenie. Parameter používaný na odhad intenzity sa odhaduje v kalóriách na jednotku plochy. Zároveň sa pripomína, že v rôznych časoch dňa sa hodnoty žiarenia líšia. Navyše energia nemôže byť rovnomerne rozložená po povrchu planéty. Čím bližšie k pólu, tým vyššia intenzita, pričom snehová pokrývka je vysoko reflexná, čo znamená, že vzduch nemá možnosť sa zohriať. Preto čím ďalej od rovníka, tým nižšie budú celkové ukazovatele žiarenia slnečných vĺn.

Ako sa vedcom podarilo odhaliť, energia slnečného žiarenia má vážny vplyv na planetárnu klímu, podmaňuje životnú aktivitu rôznych organizmov, ktoré existujú na Zemi. U nás, ako aj na území najbližších susedov, ako aj v iných krajinách na severnej pologuli, má v zime prevažujúci podiel rozptýlené žiarenie, ale v lete dominuje priame žiarenie.

infračervené vlny

Z celkového množstva celkového slnečného žiarenia pripadá impozantné percento infračervenému spektru, ktoré ľudské oko nevníma. Vďaka takýmto vlnám sa povrch planéty zahrieva a postupne prenáša tepelnú energiu do vzdušných hmôt. To pomáha udržiavať pohodlnú klímu, udržiavať podmienky pre existenciu organického života. Ak nedôjde k vážnym poruchám, klíma zostáva podmienečne nezmenená, čo znamená, že všetky stvorenia môžu žiť vo svojich obvyklých podmienkach.

Naše svietidlo nie je jediným zdrojom vĺn infračerveného spektra. Podobné žiarenie je charakteristické pre akýkoľvek vyhrievaný predmet, vrátane bežnej batérie v ľudskom dome. Práve na princípe vnímania infračerveného žiarenia fungujú početné zariadenia, vďaka ktorým je možné v tme vidieť zohriate telesá, inak pre oči nepríjemné podmienky. Mimochodom, podľa podobného princípu, tie, ktoré sa stali tak populárnymi v nedávne časy kompaktné zariadenia na posúdenie, cez ktoré časti budovy dochádza k najväčším tepelným stratám. Tieto mechanizmy sú obzvlášť rozšírené medzi staviteľmi, ako aj majiteľmi súkromných domov, pretože pomáhajú identifikovať, v ktorých oblastiach sa teplo stráca, organizovať ich ochranu a predchádzať zbytočnej spotrebe energie.

Nepodceňujte vplyv infračerveného slnečného žiarenia na ľudský organizmus len preto, že naše oči takéto vlny nedokážu vnímať. Najmä žiarenie sa aktívne používa v medicíne, pretože umožňuje zvýšiť koncentráciu leukocytov v obehovom systéme, ako aj normalizovať prietok krvi zvýšením lúmenu krvných ciev. Prístroje založené na IR spektre sa používajú ako profylaktické proti kožným patológiám, terapeutické pri zápalových procesoch v akútnej a chronickej forme. Najmodernejšie lieky pomáhajú vyrovnať sa s koloidnými jazvami a trofickými ranami.

Je to kuriózne

Na základe štúdia faktorov slnečného žiarenia bolo možné vytvoriť skutočne unikátne prístroje nazývané termografy. Umožňujú včas odhaliť rôzne choroby, ktoré nie sú dostupné na detekciu inými spôsobmi. Takto môžete nájsť rakovinu alebo krvnú zrazeninu. IR do určitej miery chráni pred ultrafialovým žiarením, ktoré je nebezpečné pre organický život, čo umožnilo využiť vlny tohto spektra na obnovenie zdravia astronautov, ktorí boli dlho vo vesmíre.

Príroda okolo nás je dodnes tajomná, to platí aj o žiarení. rôzne dĺžky vlny. Najmä infračervené svetlo stále nie je úplne preskúmané. Vedci vedia, že jeho nesprávne používanie môže poškodiť zdravie. Preto je neprijateľné používať zariadenia, ktoré generujú takéto svetlo na liečbu hnisavých zapálených oblastí, krvácania a malígnych novotvarov. Infračervené spektrum je kontraindikované pre ľudí trpiacich poruchou funkcie srdca, krvných ciev, vrátane tých, ktoré sa nachádzajú v mozgu.

viditeľné svetlo

Jedným z prvkov celkového slnečného žiarenia je svetlo viditeľné ľudským okom. Vlnové lúče sa šíria v priamych líniách, takže nedochádza k vzájomnej superpozícii. Kedysi sa to stalo témou veľkého počtu ľudí vedeckých prác: vedci sa rozhodli pochopiť, prečo je okolo nás toľko odtieňov. Ukázalo sa, že svoju úlohu zohrávajú kľúčové parametre svetla:

• lom;
• odraz;
• absorpcie.

Ako vedci zistili, objekty nie sú schopné byť samy osebe zdrojom viditeľného svetla, ale dokážu žiarenie absorbovať a odrážať. Uhly odrazu, frekvencia vĺn sa mení. V priebehu storočí sa schopnosť človeka vidieť postupne zlepšovala, ale určité obmedzenia vyplývajú z biologickej štruktúry oka: sietnica je taká, že dokáže vnímať len určité lúče odrazených svetelných vĺn. Toto žiarenie je malá medzera medzi ultrafialovými a infračervenými vlnami.

Početné kuriózne a tajomné svetelné prvky sa stali nielen námetom mnohých diel, ale boli aj základom pre zrod novej fyzikálnej disciplíny. Zároveň sa objavili nevedecké postupy, teórie, ktorých prívrženci veria, že farba môže ovplyvniť fyzický stav človeka, psychiku. Na základe takýchto predpokladov sa ľudia obklopujú predmetmi, ktoré sú pre ich oči najpríjemnejšie a robia každodenný život pohodlnejším.

ultrafialové

Nemenej dôležitým aspektom celkového slnečného žiarenia je ultrafialové štúdium, tvorené vlnami veľkých, stredných a malých dĺžok. Líšia sa od seba tak vo fyzikálnych parametroch, ako aj vo zvláštnostiach ich vplyvu na formy organického života. Dlhé ultrafialové vlny sú napríklad rozptýlené najmä vo vrstvách atmosféry a len malé percento sa dostáva na zemský povrch. Čím je vlnová dĺžka kratšia, tým hlbšie môže takéto žiarenie preniknúť do ľudskej (nielen) pokožky.

Na jednej strane je ultrafialové žiarenie nebezpečné, no bez neho je existencia rôznorodého organického života nemožná. Takéto žiarenie je zodpovedné za tvorbu kalciferolu v tele a tento prvok je nevyhnutný pre stavbu kostného tkaniva. UV spektrum je silnou prevenciou krivice, osteochondrózy, ktorá je obzvlášť dôležitá pri detstvo. Okrem toho takéto žiarenie:

• normalizuje metabolizmus;
• aktivuje produkciu základných enzýmov;
• zlepšuje regeneračné procesy;
• stimuluje prietok krvi;
• rozširuje krvné cievy;
• stimuluje imunitný systém;
• vedie k tvorbe endorfínov, čo znamená, že nervové prebudenie klesá.

ale na druhej strane

Vyššie bolo uvedené, že celkové slnečné žiarenie je množstvo žiarenia, ktoré dosiahlo povrch planéty a je rozptýlené v atmosfére. V súlade s tým je prvkom tohto zväzku ultrafialové žiarenie všetkých dĺžok. Je potrebné mať na pamäti, že tento faktor má pozitívne aj negatívne aspekty vplyvu na organický život. Opaľovanie, aj keď je často prospešné, môže byť zdraviu nebezpečné. Príliš dlhé vystavenie priamemu slnečnému žiareniu, najmä v podmienkach zvýšenej aktivity svietidla, je škodlivé a nebezpečné. Dlhodobé účinky na organizmus, ako aj príliš vysoká radiačná aktivita spôsobujú:

• popáleniny, začervenanie;
• edém;
• hyperémia;
• teplo;
• nevoľnosť;
• vracanie.

Dlhodobé ultrafialové ožarovanie vyvoláva narušenie chuti do jedla, fungovanie centrálneho nervového systému a imunitného systému. Tiež ma začína bolieť hlava. Popísané príznaky sú klasickými prejavmi úpalu. Samotný človek si nemôže vždy uvedomiť, čo sa deje - stav sa postupne zhoršuje. Ak spozorujete, že niekto v okolí ochorel, je potrebné poskytnúť prvú pomoc. Schéma je nasledovná:

• pomôcť presunúť sa z priameho svetla na chladné zatienené miesto;
• položte pacienta na chrbát tak, aby nohy boli vyššie ako hlava (pomôže to normalizovať prietok krvi);
• ochlaďte krk a tvár vodou a priložte studený obklad na čelo;
• rozopnúť kravatu, opasok, vyzliecť tesné oblečenie;
• pol hodiny po útoku dajte napiť studenej vody (malé množstvo).

Ak obeť stratila vedomie, je dôležité okamžite vyhľadať pomoc lekára. Sanitka presunie osobu do bezpečné miesto a podať injekciu glukózy alebo vitamínu C. Liek sa podáva injekčne do žily.

Ako sa správne opaľovať?

Aby sme sa zo skúseností nepoučili, aké nepríjemné môže byť nadmerné množstvo slnečného žiarenia prijímaného pri opaľovaní, je dôležité dodržiavať pravidlá bezpečného trávenia času na slnku. Ultrafialové svetlo spúšťa produkciu melanínu, hormónu, ktorý pomáha pokožke chrániť sa pred ním negatívny vplyv vlny. Pod vplyvom tejto látky pokožka stmavne a odtieň sa zmení na bronz. Dodnes neutíchajú spory o tom, aké je to pre človeka užitočné a škodlivé.

Na jednej strane je spálenie od slnka pokusom tela chrániť sa pred nadmerným žiarením. To zvyšuje pravdepodobnosť vzniku malígnych novotvarov. Na druhej strane, opálenie je považované za módne a krásne. Aby ste minimalizovali riziká pre seba, je rozumné pred začatím plážových procedúr analyzovať, aké nebezpečné je množstvo slnečného žiarenia prijatého počas opaľovania, ako minimalizovať riziká pre seba. Aby bol zážitok čo najpríjemnejší, opaľujúci by sa mali:

• piť veľa vody;
• používať produkty na ochranu pokožky;
• opaľovať sa večer alebo ráno;
• nestráviť viac ako hodinu pod priamymi lúčmi slnka;
• nepite alkohol;
• zaradiť do jedálnička potraviny bohaté na selén, tokoferol, tyrozín. Nezabúdajte na betakarotén.

Hodnota slnečného žiarenia pre ľudský organizmus je mimoriadne vysoká, netreba zabúdať na pozitívne aj negatívne stránky. Mali by ste si uvedomiť, že u rôznych ľudí dochádza k biochemickým reakciám s individuálnymi vlastnosťami, takže pre niekoho môže byť nebezpečné aj polhodinové opaľovanie. Pred plážovou sezónou je rozumné poradiť sa s lekárom, posúdiť typ, stav koža. To pomôže zabrániť poškodeniu zdravia.

Ak je to možné, treba sa vyhnúť spáleniu od slnka v starobe, počas obdobia nosenia dieťaťa. Rakovinové ochorenia, duševné poruchy, kožné patológie a srdcové zlyhanie nie sú kombinované s opaľovaním.

Celková radiácia: kde je nedostatok?

Celkom zaujímavý je proces distribúcie slnečného žiarenia. Ako už bolo spomenuté vyššie, len asi polovica všetkých vĺn môže dosiahnuť povrch planéty. Kam zmizne zvyšok? Svoju úlohu zohrávajú rôzne vrstvy atmosféry a mikroskopické častice, z ktorých sú tvorené. Pôsobivá časť, ako už bolo naznačené, je pohltená ozónovou vrstvou - to všetko sú vlny, ktorých dĺžka je menšia ako 0,36 mikrónu. Okrem toho je ozón schopný absorbovať niektoré typy vĺn zo spektra viditeľného ľudským okom, to znamená z intervalu 0,44-1,18 mikrónov.

Ultrafialové žiarenie je do určitej miery absorbované kyslíkovou vrstvou. Toto je charakteristické pre žiarenie s vlnovou dĺžkou 0,13-0,24 mikrónov. Oxid uhličitý, vodná para môže absorbovať malé percento infračerveného spektra. Atmosférický aerosól absorbuje určitú časť (IR spektrum) z celkového množstva slnečného žiarenia.

Vlny z krátkej kategórie sú rozptýlené v atmosfére kvôli prítomnosti mikroskopických nehomogénnych častíc, aerosólu a oblakov. Nehomogénne prvky, častice, ktorých rozmery sú menšie ako vlnová dĺžka, vyvolávajú molekulárny rozptyl a pre väčšie je charakteristický jav opísaný indikatrix, teda aerosól.

Zvyšok slnečného žiarenia dopadá na zemský povrch. Spája priame žiarenie, rozptýlené.

Celková radiácia: dôležité aspekty

Celková hodnota je množstvo slnečného žiarenia prijatého územím, ako aj absorbovaného v atmosfére. Ak na oblohe nie sú žiadne mraky, celkové množstvo žiarenia závisí od zemepisnej šírky oblasti, nadmorskej výšky nebeského telesa, typu zemského povrchu v tejto oblasti a úrovne priehľadnosti vzduchu. Čím viac aerosólových častíc je rozptýlených v atmosfére, tým je priame žiarenie nižšie, ale podiel rozptýleného žiarenia sa zvyšuje. Normálne, pri absencii oblačnosti v celkovom žiarení, je difúzna jedna štvrtina.

Naša krajina patrí k tým severným, takže väčšinu roka v južných regiónoch je radiácia výrazne vyššia ako v severných. Je to spôsobené polohou hviezdy na oblohe. Krátke časové obdobie máj - júl je však jedinečným obdobím, keď aj na severe je celkové žiarenie dosť pôsobivé, pretože slnko je vysoko na oblohe a denné hodiny sú dlhšie ako v iných mesiacoch roka. Zároveň je v priemere v ázijskej polovici krajiny pri absencii oblačnosti celková radiácia výraznejšia ako na západe. Maximálna sila vlnového žiarenia sa pozoruje na poludnie a ročné maximum nastáva v júni, keď je slnko najvyššie na oblohe.

Celkové slnečné žiarenie je množstvo slnečnej energie dopadajúcej na našu planétu. Zároveň je potrebné pripomenúť, že rôzne atmosférické faktory vedú k tomu, že ročný príchod celkovej radiácie je menší, ako by mohol byť. Najväčší rozdiel medzi skutočne pozorovaným a maximálnym možným je typický pre regióny Ďalekého východu v lete. Monzúny vyvolávajú mimoriadne hustú oblačnosť, takže celková radiácia sa zníži asi na polovicu.

zvedavý vedieť

Najväčšie percento maximálnej možnej expozície slnečnej energii je skutočne pozorované (prepočítané na 12 mesiacov) na juhu krajiny. Indikátor dosahuje 80%.

Oblačnosť nemá vždy za následok rovnaké množstvo slnečného rozptylu. Úlohu zohráva tvar oblakov, vlastnosti slnečného disku v určitom časovom bode. Ak je otvorený, potom oblačnosť spôsobuje pokles priameho žiarenia, zatiaľ čo rozptýlené žiarenie prudko narastá.

Sú aj dni, keď priame žiarenie má približne rovnakú silu ako rozptýlené žiarenie. Denná celková hodnota môže byť dokonca väčšia ako radiácia charakteristická pre úplne bezoblačný deň.

Na základe 12 mesiacov je potrebné venovať zvláštnu pozornosť astronomickým javom, ktoré určujú celkové číselné ukazovatele. Oblačnosť zároveň vedie k tomu, že skutočné maximum žiarenia možno pozorovať nie v júni, ale o mesiac skôr či neskôr.

Žiarenie vo vesmíre

Z hranice magnetosféry našej planéty a ďalej do vesmíru sa slnečné žiarenie stáva faktorom spojeným s smrteľné nebezpečenstvo pre osobu. Už v roku 1964 vyšla dôležitá vedecko-populárna práca o obranných metódach. Jej autormi boli sovietski vedci Kamanin, Bubnov. Je známe, že pre človeka by dávka žiarenia za týždeň nemala byť väčšia ako 0,3 röntgenov, pričom za rok by to malo byť do 15 R. Pri krátkodobom ožiarení je limit pre človeka 600 R. Lety do vesmíru , najmä v podmienkach nepredvídateľnej slnečnej aktivity , môže byť sprevádzané výrazným ožiarením astronautov, čo zaväzuje prijať dodatočné opatrenia na ochranu pred vlnami rôznych dĺžok.

Po misiách Apollo, počas ktorých sa testovali metódy ochrany, skúmali sa faktory ovplyvňujúce ľudské zdravie, už uplynulo viac ako desaťročie, no dodnes vedci nevedia nájsť účinné a spoľahlivé metódy na predpovedanie geomagnetických búrok. Predpoveď môžete robiť na hodiny, niekedy aj na niekoľko dní, ale aj pri týždennej predpovedi nie je šanca na realizáciu väčšia ako 5%. slnečný vietor- ešte nepredvídateľnejší jav. S pravdepodobnosťou jedna z troch môžu astronauti, ktorí sa vydávajú na novú misiu, dostať do silných tokov žiarenia. O to dôležitejšia je otázka výskumu a predikcie vlastností žiarenia a vývoja metód ochrany pred ním.