Vysoká úroveň slnečného žiarenia. Slnečné, zemské a atmosférické žiarenie

ATMOSFÉRA

Atmosféra. Štruktúra, zloženie, pôvod, význam pre civilnú obranu. Tepelné procesy v atmosfére. Slnečné žiarenie, jeho druhy, zemepisná šírka a premena zemským povrchom.

Atmosféra- vzduchový obal Zeme, držaný gravitačnou silou a podieľajúci sa na rotácii planéty. Gravitačná sila udržuje atmosféru blízko zemského povrchu. Najväčší tlak a hustota atmosféry sú pozorované na zemskom povrchu, keď stúpate nahor, tlak a hustota sa znižujú. Vo výške 18 km sa tlak zníži 10-krát a vo výške 80 km 75 000-krát. Dolná hranica atmosféry je povrch Zeme, horná hranica sa bežne predpokladá vo výške 1000-1200 km. Hmotnosť atmosféry je 5,13 x 10 15 ton a 99 % z tohto množstva je obsiahnutých v spodnej vrstve až do výšky 36 km.

Dôkazy o existencii vysokých vrstiev atmosféry sú nasledovné:

Vo výške 22-25 km sa v atmosfére nachádzajú perleťové oblaky;

Vo výške 80 km sú viditeľné nočné svietiace oblaky;

Vo výške asi 100-120 km je pozorované horenie meteoritov, t.j. tu má atmosféra ešte dostatočnú hustotu;

Vo výške asi 220 km začína rozptyl svetla plynmi atmosféry (fenomén súmraku);

Polárne žiary začínajú približne vo vzdialenosti 1000-1200 km, tento jav sa vysvetľuje ionizáciou vzduchu korpuskulárnymi prúdmi prichádzajúcimi zo slnka. Veľmi riedka atmosféra siaha do nadmorskej výšky 20 000 km, tvorí zemskú korónu, ktorá nenápadne prechádza do medziplanetárneho plynu.

Atmosféra, podobne ako planéta ako celok, rotuje proti smeru hodinových ručičiek zo západu na východ. Rotáciou nadobúda tvar elipsoidu, t.j. Hrúbka atmosféry v blízkosti rovníka je väčšia ako v blízkosti pólov. Má výbežok v smere opačnom k ​​Slnku, tento „plynový chvost“ Zeme, riedky ako kométa, má dĺžku asi 120 tisíc km. Atmosféra je spojená s inými geosférami výmenou tepla a vlhkosti. Energia atmosférických procesov je elektromagnetické žiarenie Slnka.

Vývoj atmosféry. Keďže vodík a hélium sú najbežnejšími prvkami vo vesmíre, nepochybne boli aj súčasťou protoplanetárneho oblaku plynu a prachu, z ktorého vzišla Zem. Kvôli veľmi nízkej teplote tohto oblaku mohla úplne prvá pozemská atmosféra pozostávať iba z vodíka a hélia, pretože. všetky ostatné prvky hmoty, z ktorej bol oblak zložený, boli v pevnom stave. Takáto atmosféra je pozorovaná na obrovských planétach, samozrejme, kvôli veľkej príťažlivosti planét a vzdialenosti od Slnka si zachovali svoju primárnu atmosféru.

Potom nasledovalo zahrievanie Zeme: teplo vznikalo gravitačnou kontrakciou planéty a rozpadom rádioaktívnych prvkov v nej. Zem stratila vodíkovo-héliovú atmosféru a vytvorila si vlastnú sekundárnu atmosféru z plynov uvoľnených z jej hlbín (oxid uhličitý, amoniak, metán, sírovodík). Podľa A.P. Vinogradov (1959), v tejto atmosfére bolo najviac H 2 O, nasledovali CO 2, CO, HCl, HF, H 2 S, N 2, NH 4 Cl a CH 4 (zloženie moderných sopečných plynov je približne rovnaké ). V. Sokolov (1959) sa domnieval, že tu boli aj H 2 a NH 3. Chýbal kyslík a v atmosfére dominovali redukčné podmienky. Teraz sú podobné atmosféry pozorované na Marse a Venuši, tvoria 95 % oxidu uhličitého.

Ďalšia etapa vývoja atmosféry bola prechodná – od abiogénnej k biogénnej, od redukčných podmienok k oxidačným. Hlavné základné časti plynový obal Zeme sa stal N 2, CO 2, CO. Ako vedľajšie nečistoty - CH 4, O 2. Kyslík vznikol z molekúl vody v hornej atmosfére pri pôsobení ultrafialové lúče slnko; mohla tiež vyčnievať z tých oxidov, ktoré tvorili zemskú kôru, ale veľká väčšina z toho sa vrátila k oxidácii minerálov zemská kôra alebo oxidácia vodíka a jeho zlúčenín v atmosfére.

Posledná etapa vývoja dusíkovo-kyslíkovej atmosféry je spojená so vznikom života na Zemi a so vznikom mechanizmu fotosyntézy. Začal sa zvyšovať obsah kyslíka – biogénneho. Súčasne atmosféra takmer úplne stratila oxid uhličitý, z ktorého časť sa dostala do obrovských ložísk uhlia a uhličitanov.

To je cesta od vodíkovo-héliovej atmosféry k modernej, v ktorej teraz hrá hlavnú úlohu dusík a kyslík a ako nečistoty sú prítomné argón a oxid uhličitý. Moderný dusík je tiež biogénneho pôvodu.

Zloženie atmosférických plynov.

atmosférický vzduch- mechanická zmes plynov, v ktorej je v suspenzii obsiahnutý prach a voda. Čistý a suchý vzduch na hladine mora je zmesou niekoľkých plynov a pomer medzi hlavnými zložkami plynov atmosféry – dusíkom (objemová koncentrácia 78,08 %) a kyslíkom (20,95 %) – je konštantný. Okrem nich obsahuje atmosférický vzduch argón (0,93 %) a oxid uhličitý (0,03 %). Množstvo ďalších plynov - neón, hélium, metán, kryptón, xenón, vodík, jód, oxid uhoľnatý a oxidy dusíka sú zanedbateľné (menej ako 0,1 %) (tabuľka).

tabuľka 2

Zloženie plynu v atmosfére

Vo vysokých vrstvách atmosféry sa vplyvom tvrdého slnečného žiarenia mení zloženie vzduchu, čo vedie k rozpadu (disociácii) molekúl kyslíka na atómy. Atómový kyslík je hlavnou zložkou vysokých vrstiev atmosféry. Napokon v najvzdialenejších vrstvách atmosféry od zemského povrchu sa hlavnými zložkami stávajú najľahšie plyny, vodík a hélium. V hornej atmosfére bola objavená nová zlúčenina, hydroxyl OH. Prítomnosť tejto zlúčeniny vysvetľuje tvorbu vodnej pary vo vysokých nadmorských výškach v atmosfére. Keďže prevažná časť hmoty je sústredená vo vzdialenosti 20 km od povrchu Zeme, zmeny v zložení vzduchu s výškou nemajú citeľný vplyv na celkové zloženie atmosféry.

Najdôležitejšími zložkami atmosféry sú ozón a oxid uhličitý. Ozón je trojatómový kyslík ( O 3 ), prítomný v atmosfére od povrchu Zeme do nadmorskej výšky 70 km. V povrchových vrstvách ovzdušia vzniká najmä vplyvom atmosférickej elektriny a v procese oxidácie organických látok a vo vyšších vrstvách atmosféry (stratosféra) - v dôsledku pôsobenia ultrafialového žiarenia z tzv. Slnko na molekule kyslíka. Väčšina ozónu je v stratosfére (z tohto dôvodu sa stratosféra často nazýva ozonosféra). Vrstva maximálnej koncentrácie ozónu vo výške 20-25 km sa nazýva ozónová clona. Vo všeobecnosti ozónová vrstva absorbuje asi 13 % slnečnej energie. Pokles koncentrácie ozónu v určitých oblastiach sa nazýva „ozónové diery“.

Oxid uhličitý spolu s vodnou parou spôsobuje skleníkový efekt atmosféry. Skleníkový efekt- ohrievanie vnútorných vrstiev atmosféry, vzhľadom na schopnosť atmosféry prepúšťať krátkovlnné žiarenie zo Slnka a neuvoľňovať dlhovlnné žiarenie zo Zeme. Ak by bolo v atmosfére dvakrát toľko oxidu uhličitého, priemerná teplota Zeme by dosiahla 18 0 C, teraz je to 14-15 0 C.

Celková hmotnosť atmosférických plynov je približne 4,5·10 15 ton.Takže „hmotnosť“ atmosféry na jednotku plochy alebo atmosférický tlak je približne 10,3 t/m 2 na úrovni mora.

Vo vzduchu je veľa pevných častíc, ktorých priemer je zlomok mikrónu. Sú to jadrá kondenzácie. Bez nich by tvorba hmly, oblačnosti a zrážok nebola možná. Častice v atmosfére sú spojené s mnohými optickými a atmosférické javy. Spôsoby, akými sa dostávajú do atmosféry, sú rôzne: sopečný popol, dym zo spaľovania paliva, peľ rastlín, mikroorganizmy. AT nedávne časy kondenzačné jadrá sú priemyselné emisie, produkty rádioaktívneho rozpadu.

Dôležitou zložkou atmosféry je vodná para, jej množstvo vo vlhkých rovníkových lesoch dosahuje 4 %, v polárnych oblastiach klesá na 0,2 %. Vodná para vstupuje do atmosféry odparovaním z povrchu pôdy a vodných plôch, ako aj transpiráciou vlhkosti rastlinami. Vodná para je skleníkový plyn a spolu s oxidom uhličitým zachytáva väčšinu dlhovlnného žiarenia Zeme, čím bráni ochladzovaniu planéty.

Atmosféra nie je dokonalým izolantom; má schopnosť viesť elektrinu vďaka pôsobeniu ionizátorov - ultrafialové žiarenie zo slnka, kozmické žiarenie, rádiové žiarenie účinných látok. Maximálna elektrická vodivosť sa pozoruje v nadmorskej výške 100-150 km. V dôsledku kombinovaného pôsobenia atmosférických iónov a náboja zemského povrchu vytvára elektrické pole v atmosfére. Vo vzťahu k zemskému povrchu je atmosféra kladne nabitá. Prideliť neutrosféra– vrstva s neutrálnym zložením (do 80 km) a ionosféra je ionizovaná vrstva.

Štruktúra atmosféry.

Existuje niekoľko hlavných vrstiev atmosféry. Spodná, susediaca so zemským povrchom, je tzv troposféra(výška 8-10 km na póloch, 12 km v miernych zemepisných šírkach a 16-18 km nad rovníkom). Teplota vzduchu s výškou postupne klesá - v priemere o 0,6ºC na každých 100 m stúpania, čo sa citeľne prejavuje nielen v horských oblastiach, ale aj na bieloruských vysočinách.

Troposféra obsahuje až 80 % celkovej hmoty vzduchu, hlavné množstvo atmosférických nečistôt a takmer všetku vodnú paru. Práve v tejto časti atmosféry vo výške 10-12 km sa tvoria mraky, búrky, dažde a iné fyzikálne procesy, ktoré formujú počasie a určujú klimatické podmienky v rôznych oblastiach našej planéty. Spodná vrstva troposféry, ktorá priamo prilieha k zemskému povrchu, sa nazýva prízemná vrstva.

Vplyv zemského povrchu siaha približne do 20 km a potom sa vzduch ohrieva priamo od Slnka. Teda hranica GO, ležiaca vo výške 20-25 km, je určená okrem iného aj tepelným účinkom zemského povrchu. V tejto nadmorskej výške miznú zemepisné rozdiely v teplote vzduchu a geografické členenie je rozmazané.

Vyššie začína stratosféra, ktorý sa rozprestiera do výšky 50-55 km od hladiny oceánu alebo pevniny. Táto vrstva atmosféry je výrazne riedená, znižuje sa množstvo kyslíka a dusíka, pribúda vodík, hélium a iné ľahké plyny. Tu vytvorená ozónová vrstva pohlcuje ultrafialové žiarenie a silne ovplyvňuje tepelné pomery zemského povrchu a fyzikálne procesy v troposfére. V spodnej časti stratosféry je teplota vzduchu konštantná, tu je izotermická vrstva. Od výšky 22 km teplota vzduchu stúpa, na hornej hranici stratosféry dosahuje 0 0 C (nárast teploty sa tu vysvetľuje prítomnosťou ozónu, ktorý pohlcuje slnečné žiarenie). V stratosfére dochádza k intenzívnemu horizontálnemu pohybu vzduchu. Rýchlosť prúdenia vzduchu dosahuje 300-400 km/h. Stratosféra obsahuje menej ako 20 % atmosférického vzduchu.

V nadmorskej výške 55-80 km je mezosféra(v tejto vrstve teplota vzduchu s výškou klesá a pri hornej hranici klesá na –80 0 C), medzi 80-800 km sa nachádza termosféra, v ktorom dominuje hélium a vodík (teplota vzduchu s nadmorskou výškou rýchlo stúpa a vo výške 800 km dosahuje 1000 0 C). Mezosféra a termosféra spolu tvoria mocnú vrstvu tzv ionosféra(oblasť nabitých častíc – iónov a elektrónov).

Najvyššia, veľmi riedka časť atmosféry (od 800 do 1200 km) je exosféra. Prevládajú v ňom plyny v atómovom stave, teplota stúpa na 2000ºC.

V živote GO je atmosféra veľmi dôležitá. Atmosféra má priaznivý vplyv na klímu Zeme, chráni ju pred nadmerným ochladzovaním a zahrievaním. Denné teplotné výkyvy na našej planéte bez atmosféry by dosiahli 200ºC: cez deň + 100ºC a viac, v noci -100ºC. V súčasnosti je priemerná teplota vzduchu v blízkosti zemského povrchu +14ºС. Atmosféra nedovoľuje, aby sa na Zem dostali meteory a tvrdé žiarenie. Bez atmosféry by nebol zvuk, polárna žiara, oblaky a zrážky.

Klimotvorné procesy sú výmena tepla, výmena vlhkosti a cirkulácia atmosféry.

Prenos tepla v atmosfére. Prestup tepla zabezpečuje tepelný režim atmosféry a závisí od radiačnej bilancie, t.j. prítoky tepla prichádzajúce na zemský povrch (vo forme sálavej energie) a odchádzajúce z neho (žiarivá energia absorbovaná Zemou sa premieňa na teplo).

Slnečné žiarenie je tok elektromagnetického žiarenia prichádzajúceho zo Slnka. Na hornej hranici atmosféry je intenzita (hustota toku) slnečné žiarenie rovná 8,3 J/(cm2/min). Množstvo tepla, ktoré vyžiari 1 cm 2 čierneho povrchu za 1 minútu pri kolmom dopade slnečného svetla sa nazýva tzv. slnečná konštanta.

Množstvo slnečného žiarenia prijatého Zemou závisí od:

1. zo vzdialenosti medzi Zemou a Slnkom. Zem je najbližšie k Slnku začiatkom januára, najďalej začiatkom júla; rozdiel medzi týmito dvoma vzdialenosťami je 5 miliónov km, v dôsledku čoho Zem v prvom prípade dostane o 3,4% viac a v druhom o 3,5% menej žiarenia ako pri priemernej vzdialenosti od Zeme k Slnku (na začiatku apríla a začiatkom októbra);

2. z uhla dopadu slnečné lúče na zemskom povrchu, čo zasa závisí od zemepisnej šírky, výšky slnka nad horizontom (menia sa počas dňa a ročných období), charakteru reliéfu zemského povrchu;

3. z premeny žiarivej energie v atmosfére (rozptyl, absorpcia, odraz späť do svetového priestoru) a na zemskom povrchu. Priemerné albedo Zeme je 43%.

Asi 17 % všetkého žiarenia sa absorbuje; ozón, kyslík, dusík pohlcujú najmä krátkovlnné ultrafialové lúče, vodnú paru a oxid uhličitý - dlhovlnné infračervené žiarenie. Atmosféra rozptýli 28 % žiarenia; 21% ide na zemský povrch, 7% ide do vesmíru. Tá časť žiarenia, ktorá prichádza na zemský povrch z celej nebeskej klenby, sa nazýva rozptýlené žiarenie . Podstata rozptylu spočíva v tom, že častica pohlcujúca elektromagnetické vlny sa sama stáva zdrojom vyžarovania svetla a vyžaruje tie isté vlny, ktoré na ňu dopadajú. Molekuly vzduchu sú veľmi malé, veľkosťou porovnateľné s vlnovou dĺžkou modrej časti spektra. V čistom vzduchu prevláda molekulárny rozptyl, preto je farba oblohy modrá. S prašným vzduchom sa farba oblohy stáva belavou. Farba oblohy závisí od obsahu nečistôt v atmosfére. S vysokým obsahom vodnej pary, ktorá rozptyľuje červené lúče, získava obloha červenkastý nádych. Javy súmraku a bielych nocí sú spojené s rozptýleným žiarením, pretože Po západe Slnka pod horizont sú horné vrstvy atmosféry stále osvetlené.

Vrchná časť oblakov odráža asi 24 % žiarenia. V dôsledku toho asi 31% všetkého slnečného žiarenia vstupujúceho do hornej hranice atmosféry prichádza na zemský povrch vo forme prúdu lúčov, tzv. priame žiarenie . Súčet priameho a difúzneho žiarenia (52 %) je tzv celkové žiarenie. Pomer medzi priamym a rozptýleným žiarením sa mení v závislosti od oblačnosti, prašnosti atmosféry a výšky Slnka. Rozloženie celkového slnečného žiarenia po zemskom povrchu je zonálne. Najvyššie celkové slnečné žiarenie 840-920 kJ/cm 2 za rok sa pozoruje v tropických zemepisných šírkach severnej pologule, čo sa vysvetľuje nízkou oblačnosťou a vysokou priehľadnosťou vzduchu. Na rovníku celková radiácia klesá na 580-670 kJ/cm 2 za rok v dôsledku vysokej oblačnosti a zníženej priehľadnosti v dôsledku vysokej vlhkosti. V miernych zemepisných šírkach je celková radiácia 330-500 kJ / cm 2 za rok, v polárnych šírkach - 250 kJ / cm 2 za rok a v Antarktíde v dôsledku vysoká nadmorská výška pevnina a trochu vlhkosti to je trochu viac.

Celkové slnečné žiarenie vstupujúce na zemský povrch sa čiastočne odráža späť. Pomer odrazeného žiarenia k celkovému vyjadrený v percentách sa nazýva tzv albedo. Albedo charakterizuje odrazivosť povrchu a závisí od jeho farby, vlhkosti a ďalších vlastností.

Najvyššiu odrazivosť má čerstvo napadaný sneh – až 90 %. Albedo pieskov 30-35%, tráva - 20%, listnatý les - 16-27%, ihličnatý - 6-19%; suchá černozem má albedo 14%, mokrá - 8%. Albedo Zeme ako planéty sa rovná 35%.

Pohlcovaním žiarenia sa sama Zem stáva zdrojom žiarenia. Tepelné žiarenie Zeme - pozemské žiarenie- je dlhovlnná, pretože Vlnová dĺžka závisí od teploty: čím vyššia je teplota vyžarujúceho telesa, tým kratšia je vlnová dĺžka ním vyžarovaných lúčov. Žiarenie zemského povrchu ohrieva atmosféru a tá sama začne vyžarovať žiarenie do svetového priestoru ( proti žiareniu atmosféry) a na zemský povrch. Protižiarenie atmosféry je tiež dlhovlnné. V atmosfére sa stretávajú dva prúdy dlhovlnného žiarenia – povrchové žiarenie (pozemské žiarenie) a atmosférické žiarenie. Rozdiel medzi nimi, ktorý určuje skutočná strata teplo zo zemského povrchu je tzv efektívne žiarenie , je nasmerovaná do Kozmu, pretože viac terestriálneho žiarenia. Efektívne žiarenie je väčšie cez deň a v lete, pretože. závisí od povrchového vykurovania. Efektívne žiarenie závisí od vlhkosti vzduchu: čím viac vodnej pary alebo kvapiek vody vo vzduchu, tým menej žiarenia (preto je v zime v zamračenom počasí vždy teplejšie ako za jasného počasia). Vo všeobecnosti je pre Zem efektívne žiarenie 190 kJ/cm 2 za rok (najvyššia v tropických púštiach je 380, najnižšia v polárnych šírkach 85 kJ/cm 2 za rok).

Zem súčasne prijíma žiarenie a vydáva ho. Rozdiel medzi prijatým a vyčerpaným žiarením je tzv radiačná rovnováha, alebo zvyškové žiarenie. Príchod radiačnej bilancie povrchu je celkové žiarenie (Q) a protižiarenie atmosféry. Spotreba - odrazené žiarenie (R k) a zemské žiarenie. Rozdiel medzi pozemským žiarením a protižiarením atmosféry - efektívne žiarenie (E eff) má znamienko mínus a je súčasťou prietoku v radiačnej bilancii:

Rb \u003d Q-E eff -R k

Radiačná bilancia je rozdelená zonálne: klesá od rovníka k pólom. najväčší radiačnej bilancie charakteristická pre rovníkové zemepisné šírky a je 330-420 kJ / cm 2 za rok, v tropických šírkach klesá na 250-290 kJ / cm 2 za rok (v dôsledku zvýšenia efektívnej radiácie), v miernych šírkach sa radiačná bilancia znižuje na 210 -85 kJ / cm 2 za rok, v polárnych šírkach sa jeho hodnota blíži k nule. Všeobecným znakom radiačnej bilancie je, že nad oceánmi vo všetkých zemepisných šírkach je radiačná bilancia vyššia o 40-85 kJ/cm2, pretože albedo vody a efektívne žiarenie oceánu sú menšie.

Vstupná časť radiačnej bilancie atmosféry (R b) pozostáva z efektívneho žiarenia (E eff) a absorbovaného slnečného žiarenia (R p), výdajová časť je určená atmosférickým žiarením idúcim do vesmíru (E a):

Rb \u003d Eeff - Ea + R p

Radiačná bilancia atmosféry je negatívna, zatiaľ čo radiačná bilancia povrchu je pozitívna. Celková radiačná bilancia atmosféry a zemského povrchu je nulová, t.j. Zem je v stave žiarivej rovnováhy.

Tepelná rovnováha je algebraický súčet tepelných tokov prichádzajúcich na zemský povrch vo forme radiačnej bilancie a odchádzajúcich z neho. Pozostáva z tepelnej bilancie povrchu a atmosféry. Vo vstupnej časti tepelnej bilancie zemského povrchu je radiačná bilancia, vo výstupnej časti - náklady na teplo na odparovanie, na ohrev atmosféry zo Zeme, na ohrev pôdy. Teplo sa využíva aj na fotosyntézu. Tvorba pôdy, ale tieto náklady nepresahujú 1%. Treba poznamenať, že nad oceánmi sa viac tepla vynakladá na odparovanie, v tropických šírkach - na zahrievanie atmosféry.

V tepelnej bilancii atmosféry je vstupnou časťou teplo uvoľnené pri kondenzácii vodnej pary a odovzdané z povrchu do atmosféry; prietok je súčtom negatívnej bilancie žiarenia. Tepelná bilancia zemského povrchu a atmosféry je nulová, t.j. Zem je v stave tepelnej rovnováhy.

Tepelný režim zemského povrchu.

Priamo zo slnečných lúčov sa ohrieva zemský povrch a už od neho - atmosféra. Povrch, ktorý prijíma a vydáva teplo, sa nazýva aktívny povrch . V teplotnom režime povrchu sa rozlišujú denné a ročné teplotné výkyvy. Denné kolísanie povrchových teplôt – zmena povrchovej teploty počas dňa. Denný chod povrchových teplôt zeme (suchá a bez vegetácie) je charakterizovaná jedným maximom okolo 13:00 a jedným minimom pred východom slnka. Denné maximá povrchovej teploty súše môžu dosiahnuť 80 0 C v subtrópoch a okolo 60 0 C v miernych zemepisných šírkach.

Rozdiel medzi maximálnou a minimálnou dennou povrchovou teplotou je tzv denný teplotný rozsah. Denná amplitúda teploty môže v lete dosiahnuť 40 0 ​​С, najmenšia amplitúda denných teplôt v zime - až 10 0 С.

Ročné kolísanie povrchovej teploty - zmena priemernej mesačnej povrchovej teploty počas roka, vplyvom priebehu slnečného žiarenia a závisí od zemepisnej šírky miesta. V miernych zemepisných šírkach sú maximálne teploty povrchu pôdy pozorované v júli, minimálne - v januári; na oceáne sú maximá a minimá mesiac oneskorené.

Ročná amplitúda povrchových teplôt rovná sa rozdielu medzi maximálnymi a minimálnymi priemernými mesačnými teplotami; sa zvyšuje so zemepisnou šírkou miesta, čo sa vysvetľuje nárastom kolísania veľkosti slnečného žiarenia. Ročná amplitúda teploty dosahuje najvyššie hodnoty na kontinentoch; na oceánoch a morské pobrežia podstatne menej. Najmenšia ročná amplitúda teploty sa pozoruje v rovníkových šírkach (2-3 0), najväčšia - v subarktických šírkach na kontinentoch (viac ako 60 0).

Tepelný režim atmosféry. Atmosférický vzduch je mierne ohrievaný priamym slnečným žiarením. Pretože vzduchový plášť voľne prechádza slnečnými lúčmi. Atmosféra sa ohrieva spodným povrchom. Teplo sa prenáša do atmosféry konvekciou, advekciou a kondenzáciou vodnej pary. Vrstvy vzduchu ohrievané pôdou sa stávajú ľahšími a stúpajú nahor, zatiaľ čo chladnejší, teda ťažší vzduch klesá. V dôsledku term konvekcia zahrievanie vysokých vrstiev vzduchu. Druhým procesom prenosu tepla je advekcia- horizontálny prenos vzduchu. Úlohou advekcie je prenášať teplo z nízkych do vysokých zemepisných šírok, v zimnom období sa teplo prenáša z oceánov na kontinenty. Kondenzácia vodnej pary- dôležitý proces odovzdávajúci teplo vysokým vrstvám atmosféry - pri vyparovaní sa teplo odoberá z vyparovacej plochy a pri kondenzácii v atmosfére sa toto teplo uvoľňuje.

Teplota klesá s výškou. Zmena teploty vzduchu na jednotku vzdialenosti je tzv vertikálny teplotný gradient v priemere je to 0,6 0 na 100 m. Zároveň je priebeh tohto poklesu v rôznych vrstvách troposféry rôzny: 0,3-0,4 0 do výšky 1,5 km; 0,5-0,6 - medzi výškami 1,5-6 km; 0,65-0,75 - od 6 do 9 km a 0,5-0,2 - od 9 do 12 km. V povrchovej vrstve (hrúbka 2 m) sú gradienty po prepočte na 100 m stovky stupňov. Pri stúpajúcom vzduchu sa teplota mení adiabaticky. adiabatický proces - proces zmeny teploty vzduchu pri jeho vertikálnom pohybe bez výmeny tepla s okolím (v jednej hmote, bez výmeny tepla s inými médiami).

V opísanom vertikálnom rozložení teplôt sa často pozorujú výnimky. Stáva sa, že horné vrstvy vzduchu sú teplejšie ako spodné priľahlé k zemi. Tento jav sa nazýva teplotná inverzia (zvýšenie teploty s výškou) . Najčastejšie je inverzia dôsledkom silného ochladenia povrchovej vrstvy vzduchu spôsobeného silným ochladením zemského povrchu za jasných, tichých nocí, hlavne v zime. S členitým reliéfom pomaly prúdia po svahoch studené vzduchové masy a stagnujú v priehlbinách, depresiách atď. Inverzie sa môžu vytvárať aj vtedy, keď sa vzduchové hmoty pohybujú z teplých do studených oblastí, pretože keď ohriaty vzduch prúdi na studený podkladový povrch, jeho spodné vrstvy sa citeľne ochladzujú (kompresná inverzia).

Denné a ročné zmeny teploty vzduchu.

Denný chod teploty vzduchu sa nazýva zmena teploty vzduchu počas dňa - vo všeobecnosti odráža priebeh teploty zemského povrchu, ale momenty nástupu maxím a miním sú o niečo neskoré, maximum nastáva o 14. hodine, resp. minimum po východe slnka.

Denná amplitúda teploty vzduchu (rozdiel medzi maximálnou a minimálnou teplotou vzduchu počas dňa) je vyšší na súši ako nad oceánom; klesá pri prechode do vysokých zemepisných šírok (najväčšie v tropických púštiach - do 40 0 ​​° C) a zvyšuje sa na miestach s holou pôdou. Veľkosť dennej amplitúdy teploty vzduchu je jedným z ukazovateľov kontinentality podnebia. V púšti je oveľa väčšia ako v oblastiach s prímorskou klímou.

Ročné kolísanie teploty vzduchu (zmena priemernej mesačnej teploty počas roka) je určená predovšetkým zemepisnou šírkou miesta. Ročná amplitúda teploty vzduchu - rozdiel medzi maximálnymi a minimálnymi priemernými mesačnými teplotami.

Geografické rozloženie teploty vzduchu je znázornené pomocou izotermy - čiary spájajúce body na mape s rovnakou teplotou. Rozloženie teploty vzduchu je zónové, ročné izotermy majú vo všeobecnosti sublatitudinálny úder a zodpovedajú ročnému rozloženiu radiačnej bilancie.

V priemere za rok je najteplejšia rovnobežka 10 0 N.L. s teplotou 27 0 C je tepelný rovník. V lete sa tepelný rovník posúva na 20 0 N, v zime sa k rovníku približuje o 5 0 N. Posun tepelného rovníka v SP je vysvetlený skutočnosťou, že v SP je rozloha krajiny nachádzajúca sa v nízkych zemepisných šírkach väčšia v porovnaní s SP a má vyššie teploty počas roka.

Jasné svetlo nás spaľuje horúcimi lúčmi a núti nás premýšľať o význame žiarenia v našom živote, jeho výhodách a škodách. Čo je slnečné žiarenie? Hodina školskej fyziky nás pozýva zoznámiť sa s pojmom elektromagnetické žiarenie vo všeobecnosti. Tento výraz označuje inú formu hmoty – odlišnú od hmoty. To zahŕňa viditeľné svetlo aj spektrum, ktoré oko nevníma. Teda röntgenové, gama lúče, ultrafialové a infračervené.

Elektromagnetické vlny

V prítomnosti zdroja-emitora žiarenia sa jeho elektromagnetické vlny šíria všetkými smermi rýchlosťou svetla. Tieto vlny, ako každé iné, majú určité vlastnosti. Medzi ne patrí frekvencia oscilácií a vlnová dĺžka. Každé teleso, ktorého teplota sa líši od absolútnej nuly, má vlastnosť vyžarovať žiarenie.

Slnko je hlavným a najsilnejším zdrojom žiarenia v blízkosti našej planéty. Na druhej strane Zem (jej atmosféra a povrch) sama vyžaruje žiarenie, ale v inom rozsahu. Dlhodobé pozorovanie teplotných podmienok na planéte dalo podnet na vznik hypotézy o rovnováhe množstva tepla prijatého zo Slnka a odovzdaného do vesmíru.

Slnečné žiarenie: spektrálne zloženie

Prevažná väčšina (asi 99 %) slnečnej energie v spektre leží v rozsahu vlnových dĺžok od 0,1 do 4 mikrónov. Zvyšné 1 % tvoria dlhšie a kratšie lúče, vrátane rádiových vĺn a röntgenových lúčov. Asi polovica žiarivej energie Slnka dopadá na spektrum, ktoré vnímame očami, približne 44 % – v infračervenom žiarení, 9 % – v ultrafialovom. Ako vieme, ako sa delí slnečné žiarenie? Výpočet jeho rozloženia je možný vďaka výskumu z vesmírnych satelitov.

Existujú látky, ktoré môžu vstúpiť do špeciálneho stavu a vyžarovať dodatočné žiarenie iného vlnového rozsahu. Napríklad existuje žiara pri nízkych teplotách, ktoré nie sú charakteristické pre emisiu svetla danou látkou. Tento typ žiarenia, nazývaný luminiscenčný, nevyhovuje obvyklým princípom tepelného žiarenia.

K javu luminiscencie dochádza po absorpcii určitého množstva energie látkou a prechode do iného stavu (tzv. excitovaný stav), ktorý je energeticky vyšší ako pri vlastnej teplote látky. Luminiscencia sa objavuje počas spätného prechodu - z excitovaného do známeho stavu. V prírode ho môžeme pozorovať v podobe žiary nočnej oblohy a polárnej žiary.

Naše svietidlo

Energia slnečných lúčov je takmer jediným zdrojom tepla pre našu planétu. Jeho vlastné žiarenie, vychádzajúce z jeho hlbín na povrch, má intenzitu asi 5-tisíckrát menšiu. Viditeľné svetlo – jeden z najdôležitejších faktorov života na planéte – je zároveň len časťou slnečného žiarenia.

Energia slnečných lúčov sa menšou časťou – v atmosfére, väčšou – na povrchu Zeme premieňa na teplo. Tam sa vynakladá na ohrev vody a pôdy (horné vrstvy), ktoré potom odovzdávajú teplo vzduchu. Tým, že sa ohrieva, atmosféra a zemský povrch zase vyžarujú infračervené lúče do vesmíru, pričom sa ochladzujú.

Slnečné žiarenie: definícia

Žiarenie, ktoré prichádza na povrch našej planéty priamo zo slnečného disku, sa bežne označuje ako priame slnečné žiarenie. Slnko ju šíri na všetky strany. Ak vezmeme do úvahy obrovskú vzdialenosť Zeme od Slnka, priame slnečné žiarenie v ktoromkoľvek bode zemského povrchu možno znázorniť ako zväzok rovnobežných lúčov, ktorých zdroj je prakticky v nekonečne. Oblasť umiestnená kolmo na slnečné lúče ho tak dostane najväčšie množstvo.

Hustota toku žiarenia (alebo ožiarenosť) je mierou množstva žiarenia dopadajúceho na konkrétny povrch. Toto je množstvo energie žiarenia dopadajúcej za jednotku času na jednotku plochy. Táto hodnota sa meria - energetická osvetlenosť - vo W/m2. Naša Zem, ako každý vie, obieha okolo Slnka po elipsoidnej dráhe. Slnko je v jednom z ohnísk tejto elipsy. Preto každý rok určitý čas(začiatkom januára) Zem zaujíma pozíciu najbližšie k Slnku a v inej (začiatkom júla) - najďalej od neho. V tomto prípade sa veľkosť energetického osvetlenia mení v obrátenej úmernosti vzhľadom na druhú mocninu vzdialenosti k slnku.

Kam ide slnečné žiarenie, ktoré dopadá na Zem? Jeho typy sú určené mnohými faktormi. V závislosti od zemepisnej šírky, vlhkosti, oblačnosti sa časť rozptýli v atmosfére, časť sa pohltí, no väčšina sa aj tak dostane na povrch planéty. V tomto prípade sa odráža malé množstvo a hlavné je absorbované zemským povrchom, pod vplyvom ktorého sa zahrieva. Rozptýlené slnečné žiarenie čiastočne dopadá aj na zemský povrch, je ním čiastočne absorbované a čiastočne odrazené. Zvyšok ide do vesmíru.

Ako prebieha distribúcia

Je slnečné žiarenie homogénne? Jeho typy sa po všetkých „stratách“ v atmosfére môžu líšiť v ich spektrálnom zložení. No predsa lúče rôzne dĺžky a rozptýli sa a pohltí inak. V priemere asi 23 % jeho pôvodného množstva absorbuje atmosféra. Približne 26 % celkového toku sa premení na difúzne žiarenie, z ktorého 2/3 potom dopadajú na Zem. V podstate ide o iný typ žiarenia, odlišný od pôvodného. Rozptýlené žiarenie nevysiela na Zem kotúč Slnka, ale nebeská klenba. Má iné spektrálne zloženie.

Pohlcuje žiarenie hlavne ozón - viditeľné spektrum a ultrafialové lúče. Infračervené žiarenie pohlcuje oxid uhličitý (oxid uhličitý), ktorého je mimochodom v atmosfére veľmi málo.

Rozptyl žiarenia, ktorý ho oslabuje, nastáva pre akúkoľvek vlnovú dĺžku spektra. V tomto procese jeho častice, ktoré spadajú pod elektromagnetický vplyv, prerozdeľujú energiu dopadajúcej vlny vo všetkých smeroch. To znamená, že častice slúžia ako bodové zdroje energie.

Denné svetlo

Vplyvom rozptylu svetlo prichádzajúce zo slnka pri prechode vrstvami atmosféry mení farbu. Praktická hodnota rozptylu je vo vytváraní denného svetla. Ak by Zem nemala atmosféru, osvetlenie by existovalo iba v miestach, kde na povrch dopadajú priame alebo odrazené slnečné lúče. To znamená, že atmosféra je zdrojom osvetlenia počas dňa. Vďaka nemu je svetlo ako na miestach nedostupných pre priame lúče, tak aj vtedy, keď je slnko schované za mrakmi. Je to rozptyl, ktorý dáva farbu vzduchu - vidíme oblohu modrou.

Čo ešte ovplyvňuje slnečné žiarenie? Nemal by sa zohľadňovať ani faktor zákalu. K oslabeniu žiarenia totiž dochádza dvoma spôsobmi – samotnou atmosférou a vodnou parou, ako aj rôznymi nečistotami. V lete sa zvyšuje prašnosť (rovnako ako obsah vodnej pary v atmosfére).

Celková radiácia

Vzťahuje sa na celkové množstvo žiarenia dopadajúceho na zemský povrch, priameho aj difúzneho. Celkové slnečné žiarenie klesá pri zamračenom počasí.

Z tohto dôvodu je v lete celková radiácia v priemere vyššia pred poludním ako po ňom. A v prvej polovici roka - viac ako v druhej.

Čo sa stane s celkovým žiarením na zemskom povrchu? Keď sa tam dostane, je väčšinou absorbovaný hornou vrstvou pôdy alebo vody a mení sa na teplo, časť sa odráža. Stupeň odrazu závisí od charakteru zemského povrchu. Ukazovateľ vyjadrujúci percento odrazeného slnečného žiarenia k jeho celkovému množstvu dopadajúcemu na povrch sa nazýva povrchové albedo.

Pod pojmom samovyžarovanie zemského povrchu sa rozumie dlhovlnné žiarenie vyžarované vegetáciou, snehovou pokrývkou, hornými vrstvami vody a pôdy. Radiačná bilancia povrchu je rozdiel medzi jeho absorbovaným a emitovaným množstvom.

Efektívne žiarenie

Je dokázané, že protižiarenie je takmer vždy menšie ako to pozemské. Z tohto dôvodu zemský povrch nesie strata tepla. Rozdiel medzi vnútorným žiarením povrchu a žiarením atmosféry sa nazýva efektívne žiarenie. Ide vlastne o čistú stratu energie a v dôsledku toho aj tepla v noci.

Existuje aj počas dňa. Ale cez deň je čiastočne kompenzovaný alebo dokonca blokovaný absorbovaným žiarením. Preto je povrch Zeme cez deň teplejší ako v noci.

O geografickom rozložení žiarenia

Slnečné žiarenie na Zemi je počas roka rozložené nerovnomerne. Jeho rozloženie má zonálny charakter a izočiary (spojnice rovnakých hodnôt) toku žiarenia nie sú v žiadnom prípade totožné so zemepisnými kružnicami. Tento nesúlad je spôsobený rôznymi úrovňami oblačnosti a priehľadnosti atmosféry v rôznych oblastiach zemegule.

Celkové slnečné žiarenie počas roka má najväčšiu hodnotu v subtropických púšťach s nízkou oblačnosťou. V lesných oblastiach rovníkového pásu je to oveľa menej. Dôvodom je zvýšená oblačnosť. Tento indikátor klesá smerom k obom pólom. Ale v oblasti pólov sa opäť zvyšuje - na severnej pologuli je to menej, v oblasti zasneženej a mierne zamračenej Antarktídy - viac. Nad hladinou oceánov je slnečné žiarenie v priemere menšie ako nad kontinentmi.

Takmer všade na Zemi má povrch pozitívnu radiačnú bilanciu, to znamená, že zároveň je prílev žiarenia väčší ako efektívne žiarenie. Výnimkou sú regióny Antarktídy a Grónska so svojimi ľadovými plošinami.

Čelíme globálnemu otepľovaniu?

Ale vyššie uvedené neznamená každoročné otepľovanie zemského povrchu. Nadbytok absorbovaného žiarenia je kompenzovaný únikom tepla z povrchu do atmosféry, ku ktorému dochádza pri zmene vodnej fázy (vyparovanie, kondenzácia vo forme oblakov).

Na povrchu Zeme teda neexistuje žiadna radiačná rovnováha ako taká. Existuje však tepelná rovnováha - prítok a strata tepla sa vyrovnávajú rôznymi spôsobmi, vrátane sálania.

Rozdelenie zostatku na karte

V rovnakých zemepisných šírkach je rovnováha žiarenia väčšia na povrchu oceánu ako nad pevninou. Dá sa to vysvetliť tým, že vrstva, ktorá pohlcuje žiarenie v oceánoch, je hrubšia, pričom zároveň je tam účinné žiarenie menšie v dôsledku chladu morskej hladiny v porovnaní s pevninou.

Výrazné kolísanie amplitúdy jeho distribúcie sa pozoruje v púšťach. Bilancia je tam nižšia kvôli vysokej efektívnej radiácii v suchom vzduchu a nízkej oblačnosti. V menšej miere sa znižuje v oblastiach s monzúnovým podnebím. V teplom období je tam väčšia oblačnosť a absorbované slnečné žiarenie je menšie ako v iných oblastiach rovnakej zemepisnej šírky.

Samozrejme, hlavným faktorom, od ktorej závisí priemerné ročné slnečné žiarenie, je zemepisná šírka konkrétneho územia. Rekordné „porcie“ ultrafialového žiarenia smerujú do krajín nachádzajúcich sa v blízkosti rovníka. Toto je severovýchodná Afrika, jej východné pobrežie, Arabský polostrov, sever a západ Austrálie, časť ostrovov Indonézie, západné pobrežie Južnej Ameriky.

V Európe najväčšiu dávku svetla a Kréty naberá Turecko, juh Španielska, Sicília, Sardínia, ostrovy Grécka, pobrežie Francúzska (južná časť), ako aj časť regiónov Talianska, Cypru a Kréty. žiarenia.

A čo my?

Celkové slnečné žiarenie v Rusku je distribuované na prvý pohľad nečakane. Na území našej krajiny, napodiv, nie sú to čiernomorské letoviská, ktoré držia dlaň. Najväčšie dávky slnečného žiarenia dopadajú na územia hraničiace s Čínou a Severnou Zemou. Vo všeobecnosti nie je slnečné žiarenie v Rusku obzvlášť intenzívne, čo plne vysvetľuje náš sever geografická poloha. Minimálne množstvo slnečného žiarenia ide do severozápadnej oblasti – Petrohradu spolu s okolitými oblasťami.

Slnečné žiarenie v Rusku je horšie ako na Ukrajine. Tam ide najviac ultrafialového žiarenia na Krym a územia za Dunajom, na druhom mieste sú Karpaty s južnými oblasťami Ukrajiny.

Celkové (priame aj rozptýlené) slnečné žiarenie dopadajúce na vodorovnú plochu je dané mesiacmi v špeciálne navrhnutých tabuľkách pre rôzne územia a meria sa v MJ/m2. Napríklad slnečné žiarenie v Moskve sa pohybuje od 31-58 v zimných mesiacoch po 568-615 v lete.

O slnečnom žiarení

Insolácia alebo množstvo užitočného žiarenia dopadajúceho na povrch osvetlený slnkom sa značne líši geografické body. Ročné slnečné žiarenie sa počíta na meter štvorcový v megawattoch. Napríklad v Moskve je táto hodnota 1,01, v Arkhangelsku - 0,85, v Astrachane - 1,38 MW.

Pri jej určovaní je potrebné brať do úvahy také faktory, ako je ročné obdobie (osvetlenosť a dĺžka dňa je v zime nižšia), charakter terénu (hory môžu blokovať slnko), poveternostné podmienky charakteristické pre danú oblasť - hmla. , časté dažde a oblačnosť. Rovina prijímania svetla môže byť orientovaná vertikálne, horizontálne alebo šikmo. Množstvo slnečného žiarenia, ako aj rozloženie slnečného žiarenia v Rusku, sú údaje zoskupené v tabuľke podľa mesta a regiónu s uvedením zemepisnej šírky.

1. Čo sa nazýva slnečné žiarenie? V akých jednotkách sa meria? Od čoho závisí jeho hodnota?

Celková energia žiarenia vyslaná Slnkom sa nazýva slnečné žiarenie, zvyčajne sa vyjadruje v kalóriách alebo jouloch na štvorcový centimeter za minútu. Slnečné žiarenie je na Zemi rozložené nerovnomerne. Záleží:

Z hustoty a vlhkosti vzduchu - čím sú vyššie, tým menej žiarenia dostáva zemský povrch;

Od zemepisnej šírky oblasti - množstvo žiarenia stúpa od pólov k rovníku. Množstvo priameho slnečného žiarenia závisí od dĺžky dráhy, ktorú slnečné lúče prechádzajú atmosférou. Keď je Slnko v zenite (uhol dopadu lúčov je 90°), jeho lúče dopadajú na Zem najkratšou cestou a intenzívne odovzdávajú svoju energiu malej ploche;

Z ročného a denného pohybu Zeme – v stredných a vysokých zemepisných šírkach sa prílev slnečného žiarenia veľmi líši podľa ročného obdobia, čo súvisí so zmenou poludňajšej výšky Slnka a dĺžky dňa;

Z povahy zemského povrchu - čím je povrch svetlejší, tým viac slnečného svetla odráža.

2. Aké sú druhy slnečného žiarenia?

Existovať nasledujúce typy Slnečné žiarenie: Žiarenie dopadajúce na zemský povrch pozostáva z priameho a difúzneho žiarenia. Žiarenie, ktoré prichádza na Zem priamo zo Slnka vo forme priameho slnečného žiarenia na bezoblačnej oblohe, sa nazýva priame. Prenáša najväčšie množstvo tepla a svetla. Ak by naša planéta nemala atmosféru, zemský povrch by dostával len priame žiarenie. Pri prechode atmosférou je však asi štvrtina slnečného žiarenia rozptýlená molekulami plynu a nečistotami, odchyľuje sa od priama cesta. Niektoré z nich dosahujú zemský povrch a vytvárajú rozptýlené slnečné žiarenie. Svetlo vďaka rozptýlenému žiareniu preniká aj do miest, kam nepreniká priame slnečné žiarenie (priame žiarenie). Toto žiarenie vytvára denné svetlo a dáva farbu oblohe.

3. Prečo sa mení prílev slnečného žiarenia podľa ročných období?

Rusko sa z väčšej časti nachádza v miernych zemepisných šírkach, leží medzi obratníkom a polárnym kruhom, v týchto zemepisných šírkach slnko vychádza a zapadá každý deň, ale nikdy nie za zenitom. Vzhľadom na to, že uhol sklonu Zeme sa počas celého jej otáčania okolo Slnka nemení, v rôznych ročných obdobiach je množstvo prichádzajúceho tepla v miernych zemepisných šírkach rôzne a závisí od uhla Slnka nad horizontom. Takže v zemepisnej šírke 450 max je uhol dopadu slnečných lúčov (22. júna) približne 680 a min (22. decembra) je približne 220. Čím menší je uhol dopadu slnečných lúčov, tým menej tepla preto existujú výrazné sezónne rozdiely v prijímanom slnečnom žiarení v rôznych ročných obdobiach: zima, jar, leto, jeseň.

4. Prečo je potrebné poznať výšku Slnka nad obzorom?

Výška Slnka nad obzorom určuje množstvo tepla prichádzajúceho na Zem, existuje teda priamy vzťah medzi uhlom dopadu slnečných lúčov a množstvom slnečného žiarenia prichádzajúceho na zemský povrch. Od rovníka k pólom sa vo všeobecnosti zmenšuje uhol dopadu slnečných lúčov a v dôsledku toho od rovníka k pólom množstvo slnečného žiarenia klesá. Ak teda poznáte výšku Slnka nad horizontom, môžete zistiť množstvo tepla prichádzajúceho na zemský povrch.

5. Vyberte správnu odpoveď. Celkové množstvo žiarenia dopadajúceho na zemský povrch sa nazýva: a) absorbované žiarenie; b) celkové slnečné žiarenie; c) rozptýlené žiarenie.

6. Vyberte správnu odpoveď. Pri pohybe k rovníku množstvo celkového slnečného žiarenia: a) narastá; b) klesá; c) sa nemení.

7. Vyberte správnu odpoveď. Najväčší indikátor odrazeného žiarenia má: a) sneh; b) čierna pôda; c) piesok; d) voda.

8. Myslíte si, že je možné sa opáliť počas zamračeného letného dňa?

Celkové slnečné žiarenie sa skladá z dvoch zložiek: difúznej a priamej. Zároveň slnečné lúče, nezávisle od ich povahy, prenášajú ultrafialové žiarenie, ktoré ovplyvňuje opálenie.

9. Pomocou mapy na obrázku 36 určte celkové slnečné žiarenie pre desať miest v Rusku. Aký záver ste vyvodili?

Celková radiácia v rôznych mestách Rusko:

Murmansk: 10 kcal/cm2 za rok;

Archangelsk: 30 kcal / cm2 za rok;

Moskva: 40 kcal / cm2 za rok;

Perm: 40 kcal/cm2 za rok;

Kazaň: 40 kcal / cm2 za rok;

Čeľabinsk: 40 kcal / cm2 za rok;

Saratov: 50 kcal / cm2 za rok;

Volgograd: 50 kcal / cm2 za rok;

Astrachán: 50 kcal/cm2 za rok;

Rostov na Done: viac ako 50 kcal/cm2 za rok;

Všeobecný vzorec distribúcie slnečného žiarenia je nasledujúci: čím bližšie je objekt (mesto) k pólu, tým menej slnečného žiarenia naň (mesto) dopadá.

10. Popíšte, ako sa líšia ročné obdobia vo vašej oblasti ( prírodné podmienky, životy ľudí, ich povolania). V ktorom ročnom období je život najaktívnejší?

Ťažký reliéf, veľký rozsah od severu k juhu, umožňuje v regióne rozlíšiť 3 zóny, ktoré sa líšia reliéfom aj klimatickými charakteristikami: horský les, lesostep a step. Klíma horského lesného pásma je chladná a vlhká. Teplotný režim sa líši v závislosti od terénu. Táto zóna sa vyznačuje krátkymi chladnými letami a dlhými zasneženými zimami. Trvalá snehová pokrývka sa tvorí v období od 25. októbra do 5. novembra a leží do konca apríla, v niektorých rokoch sa snehová pokrývka udrží do 10. – 15. mája. Najchladnejším mesiacom je január. Priemerná zimná teplota je mínus 15-16°C, absolútne minimum je 44-48°C. Najteplejším mesiacom je júl s priemernou teplotou vzduchu plus 15-17°C, absolútna maximálna teplota vzduchu v lete v tomto oblasť dosiahla plus 37-38°C Klíma lesostepnej zóny je teplá, s pomerne chladnými a zasneženými zimami. Priemerná januárová teplota je mínus 15,5-17,5°C, absolútne minimálna teplota vzduchu dosiahla mínus 42-49°C Priemerná teplota vzduchu v júli je plus 18-19°C Absolútna maximálna teplota je plus 42,0°C Podnebie stepná zóna je veľmi teplá a suchá. Zima je tu studená, so silnými mrazmi, fujavicami, ktoré sú pozorované 40-50 dní, čo spôsobuje silný prenos snehu. Priemerná januárová teplota je mínus 17-18 ° C. V silných zimách minimálna teplota vzduchu klesá na mínus 44-46 ° C.

Slnko je zdrojom tepla a svetla, dáva silu a zdravie. Jeho vplyv však nie je vždy pozitívny. Nedostatok energie alebo jej prebytok môže narušiť prirodzené procesy života a vyvolať rôzne problémy. Mnoho ľudí verí, že opálená pokožka vyzerá oveľa krajšie ako bledá, no ak strávite dlhší čas pod priamymi lúčmi, môžete sa vážne popáliť. Slnečné žiarenie je prúd prichádzajúcej energie, ktorý sa šíri vo forme elektromagnetických vĺn prechádzajúcich atmosférou. Meria sa výkonom ním prenesenej energie na jednotku plochy (watt / m 2 ). Keď viete, ako slnko ovplyvňuje človeka, môžete zabrániť jeho negatívnemu vplyvu.

Čo je slnečné žiarenie

O Slnku a jeho energii bolo napísaných veľa kníh. Slnko je hlavným zdrojom energie pre všetky fyzikálne a geografické javy na Zemi. Jedna dve miliardy svetla preniká do horných vrstiev atmosféry planéty, pričom väčšia časť sa usadzuje vo svetovom priestore.

Lúče svetla sú primárnymi zdrojmi iných foriem energie. Dostávajú sa na zemský povrch a do vody, premieňajú sa na teplo, ovplyvňujú klimatické vlastnosti a počasie.

Stupeň vystavenia človeka svetelným lúčom závisí od úrovne žiarenia, ako aj od obdobia stráveného na slnku. Ľudia využívajú vo svoj prospech mnoho druhov vĺn, využívajúc röntgenové lúče, infračervené lúče a ultrafialové svetlo. Slnečné vlny vo svojej čistej forme vo veľkých množstvách však môžu nepriaznivo ovplyvniť ľudské zdravie.

Množstvo žiarenia závisí od:

• postavenie slnka. Najväčší počet expozícia sa vyskytuje na rovinách a púšťach, kde je slnovrat dosť vysoký a počasie je bez mráčika. Polárne oblasti dostávajú minimálne množstvo svetla, keďže oblačnosť pohlcuje významnú časť svetelného toku;
• dĺžka dňa. Čím bližšie k rovníku, tým dlhší je deň. Práve tam ľudia získavajú viac tepla;
• atmosférické vlastnosti: oblačnosť a vlhkosť. Na rovníku zvýšená oblačnosť a vlhkosť, ktorá je prekážkou prechodu svetla. Preto je tam množstvo svetelného toku menšie ako v tropických oblastiach.

Distribúcia

Rozloženie slnečného svetla na zemskom povrchu je nerovnomerné a závisí od:

• hustota a vlhkosť atmosféry. Čím sú väčšie, tým je expozícia menšia;
• zemepisná šírka oblasti. Množstvo prijatého svetla stúpa od pólov k rovníku;
• pohyby zeme. Množstvo žiarenia sa mení v závislosti od ročného obdobia;
• vlastnosti zemského povrchu. Veľké množstvo svetelného toku sa odráža na svetlých povrchoch, ako je sneh. Černozem odráža svetelnú energiu najslabšie.

Vzhľadom na rozsah jeho územia sa úroveň radiácie v Rusku značne líši. Slnečná expozícia v severných oblastiach je približne rovnaká - 810 kWh / m 2 počas 365 dní, na juhu - viac ako 4100 kWh / m 2.

Nemálo dôležitosti je trvanie hodín, počas ktorých svieti slnko. Tieto ukazovatele sú v rôznych regiónoch rôznorodé, čo je ovplyvnené nielen zemepisnou šírkou, ale aj prítomnosťou pohorí. Na mape slnečného žiarenia v Rusku je jasne vidieť, že v niektorých regiónoch nie je vhodné inštalovať elektrické vedenie, pretože prirodzené svetlo je celkom schopné poskytnúť obyvateľom elektrinu a teplo.

Druhy

Svetelné prúdy sa dostávajú na Zem rôznymi spôsobmi. Od toho závisia typy slnečného žiarenia:

• Lúče zo slnka sa nazývajú priame žiarenie.. Ich sila závisí od výšky slnka nad horizontom. Maximálna hladina sa pozoruje o 12:00, minimálna - ráno a večer. Intenzita vplyvu navyše súvisí s ročným obdobím: najvyššia sa vyskytuje v lete, najnižšia v zime. Je charakteristické, že v horách je úroveň žiarenia vyššia ako na rovných plochách. Tiež znečistené ovzdušie znižuje priamy svetelný výkon. Čím nižšie je slnko nad horizontom, tým menej ultrafialového žiarenia.
• Odrazené žiarenie je žiarenie, ktoré sa odráža od vody alebo od povrchu zeme.
• Rozptýlené slnečné žiarenie vzniká pri rozptyle svetelného toku. Od toho závisí modrá farba oblohy v bezoblačnom počasí.

Pohltené slnečné žiarenie závisí od odrazivosti zemského povrchu – albeda.

Spektrálne zloženie žiarenia je rôznorodé:

• farebné alebo viditeľné lúče poskytujú osvetlenie a majú veľký význam v živote rastlín;
• ultrafialové žiarenie by malo prenikať do ľudského tela mierne, pretože jeho prebytok alebo nedostatok môže byť škodlivý;
• infračervené žiarenie dáva pocit tepla a ovplyvňuje rast vegetácie.

Celkové slnečné žiarenie sú priame a rozptýlené lúče prenikajúce do zeme.. Pri neprítomnosti oblačnosti asi o 12.00 hod., aj v letný čas roku dosiahne maximum.

Príbehy od našich čitateľov

Vladimír
61 rokov

Aký má vplyv

Elektromagnetické vlny sa skladajú z rôznych častí. Existujú neviditeľné, infračervené a viditeľné ultrafialové lúče. Je charakteristické, že toky žiarenia majú odlišnú energetickú štruktúru a ovplyvňujú ľudí rôznymi spôsobmi.

Svetelný tok môže mať priaznivý, liečivý účinok na stav ľudského tela. Svetlo, ktoré prechádza zrakovými orgánmi, reguluje metabolizmus, spánkový režim a ovplyvňuje celkovú pohodu človeka. Navyše svetelná energia môže spôsobiť pocit tepla. Pri ožiarení pokožky dochádza v organizme k fotochemickým reakciám, ktoré prispievajú k správnej látkovej premene.

Ultrafialové žiarenie má vysokú biologickú schopnosť s vlnovou dĺžkou 290 až 315 nm. Tieto vlny syntetizujú v tele vitamín D a sú schopné za pár minút zničiť aj vírus tuberkulózy, stafylokoka - do štvrť hodiny, bacily brušného týfusu - za 1 hodinu.

Je charakteristické, že bezoblačné počasie skracuje trvanie objavujúcich sa epidémií chrípky a iných chorôb, ako je záškrt, ktoré sa môžu prenášať vzdušnými kvapôčkami.

Prirodzené sily tela chránia človeka pred náhlymi výkyvmi atmosféry: teplota vzduchu, vlhkosť, tlak. Niekedy je však takáto ochrana oslabená, čo pod vplyvom vysokej vlhkosti spolu so zvýšenými teplotami vedie k tepelnému šoku.

Vystavenie žiareniu súvisí so stupňom jeho prieniku do organizmu. Čím dlhšia je vlnová dĺžka, tým silnejšie je žiarenie. Infračervené vlny sú schopné preniknúť až 23 cm pod kožu, viditeľné prúdy - až 1 cm, ultrafialové - až 0,5-1 mm.

Ľudia prijímajú všetky druhy lúčov počas aktivity slnka, keď sa zdržiavajú na otvorených priestranstvách. Svetelné vlny umožňujú človeku prispôsobiť sa svetu, a preto je na zabezpečenie pohodlnej pohody v miestnostiach potrebné vytvoriť podmienky pre optimálnu úroveň osvetlenia.

Vplyv človeka

Zisťuje sa vplyv slnečného žiarenia na ľudské zdravie rôznych faktorov. Dôležité je miesto pobytu človeka, klíma, ako aj čas strávený pod priamymi lúčmi.

Obyvatelia Ďalekého severu, ako aj ľudia, ktorých činnosť súvisí s prácou v podzemí, ako sú baníci, pociťujú s nedostatkom slnka rôzne životné poruchy, znižuje sa pevnosť kostí, vyskytujú sa nervové poruchy.

Deti, ktoré dostávajú menej svetla, trpia krivicou častejšie ako ostatné. Okrem toho sú náchylnejšie na ochorenia zubov a majú aj dlhší priebeh tuberkulózy.

Príliš dlhé vystavenie svetelným vlnám bez pravidelnej zmeny dňa a noci však môže byť zdraviu škodlivé. Napríklad obyvatelia Arktídy často trpia podráždenosťou, únavou, nespavosťou, depresiou a zníženou schopnosťou pracovať.

Žiarenie v Ruská federácia má menšiu aktivitu ako napríklad v Austrálii.

Ľudia, ktorí sú dlhodobo ožarovaní:

• majú vysoké riziko vzniku rakoviny kože;
• majú zvýšený sklon k suchosti pokožky, čo následne urýchľuje proces starnutia a vznik pigmentácií a skorých vrások;
• môže trpieť poruchou zraku, šedým zákalom, konjunktivitídou;
• majú oslabený imunitný systém.

Nedostatok vitamínu D u ľudí je jednou z príčin zhubných novotvarov, metabolických porúch, čo vedie k nadváhe, endokrinným poruchám, poruchám spánku, fyzickej vyčerpanosti, zlej nálade.

Osoba, ktorá systematicky dostáva slnečné svetlo a nezneužíva opaľovanie, spravidla nemá zdravotné problémy:

• má stabilnú prácu srdca a krvných ciev;
• netrpí nervovými chorobami;
• má dobrú náladu;
• má normálny metabolizmus;
• zriedka ochorie.

Len dávkovaný príjem žiarenia teda môže pozitívne ovplyvniť zdravie človeka.

Ako sa chrániť

Nadmerné žiarenie môže spôsobiť prehriatie tela, popáleniny, ako aj exacerbáciu niektorých chronických ochorení.. Fanúšikovia opaľovania sa musia postarať o implementáciu jednoduchých pravidiel:

• opaľovať sa na otvorených priestranstvách opatrne;
• počas horúceho počasia sa ukryte v tieni pod rozptýlenými lúčmi. To platí najmä pre malé deti a starších ľudí s tuberkulózou a srdcovými chorobami.

Malo by sa pamätať na to, že je potrebné sa opaľovať bezpečný čas dní, a tiež nebyť dlho pod pražiacim slnkom. Okrem toho by ste si mali chrániť hlavu pred úpalom klobúkom, slnečnými okuliarmi, uzavretým oblečením a používaním rôznych opaľovacích krémov.

Slnečné žiarenie v medicíne

Svetelné toky sa aktívne používajú v medicíne:

• Röntgenové lúče využívajú schopnosť vĺn prechádzať mäkkých tkanív a kostrový systém
• zavedenie izotopov vám umožňuje fixovať ich koncentráciu vo vnútorných orgánoch, odhaliť mnohé patológie a ohniská zápalu;
• radiačná terapia môže zničiť rast a vývoj malígnych novotvarov.

Vlastnosti vĺn sa úspešne využívajú v mnohých fyzioterapeutických zariadeniach:

• Prístroje s infračerveným žiarením sa používajú na tepelné ošetrenie vnútorných zápalových procesov, ochorení kostí, osteochondrózy, reumatizmu, vďaka schopnosti vĺn obnovovať bunkové štruktúry.
• Ultrafialové lúče môžu nepriaznivo ovplyvňovať živé bytosti, brzdiť rast rastlín, potláčať mikroorganizmy a vírusy.

Hygienická hodnota slnečného žiarenia je skvelá. Zariadenia s ultrafialovým žiarením sa používajú v terapii:

• rôzne poranenia kože: rany, popáleniny;
• infekcie;
• ochorenia ústnej dutiny;
• onkologické novotvary.

Okrem toho má žiarenie pozitívny vplyv na ľudské telo ako celok: môže dodať silu, posilniť imunitný systém a kompenzovať nedostatok vitamínov.

Slnečné svetlo je dôležitým zdrojom plnohodnotného ľudského života. Jeho dostatočný príjem vedie k priaznivej existencii všetkých živých bytostí na planéte. Človek nemôže znížiť stupeň žiarenia, ale môže sa chrániť pred jeho negatívnymi účinkami.

slnečné žiarenie nazývaný tok žiarivej energie zo Slnka smerujúcej na povrch glóbus. Žiarivá energia slnka je primárnym zdrojom iných druhov energie. Pohltená povrchom zeme a vodou sa mení na termálna energia a v zelených rastlinách - do chemickej energie organických zlúčenín. Slnečné žiarenie je najdôležitejším klimatickým faktorom a hlavnou príčinou zmien počasia, pretože rôzne javy vyskytujúce sa v atmosfére sú spojené s tepelnou energiou získanou zo Slnka.

Slnečné žiarenie alebo sálavá energia je svojou povahou prúd elektromagnetických kmitov šíriacich sa priamočiaro rýchlosťou 300 000 km/s s vlnovou dĺžkou od 280 nm do 30 000 nm. Žiarivá energia je emitovaná vo forme jednotlivých častíc nazývaných kvantá alebo fotóny. Na meranie dĺžky svetelných vĺn sa používajú nanometre (nm) alebo mikróny, milimikróny (0,001 mikrónu) a anstromy (0,1 mikrónu). Rozlišujte infračervené neviditeľné tepelné lúče s vlnovou dĺžkou 760 až 2300 nm; lúče viditeľného svetla (červená, oranžová, žltá, zelená, modrá, modrá a fialová) s vlnovou dĺžkou 400 (fialová) až 759 nm (červená); ultrafialové alebo chemicky neviditeľné lúče s vlnovou dĺžkou 280 až 390 nm. Lúče s vlnovou dĺžkou menšou ako 280 milimikrónov nedosahujú zemský povrch, kvôli ich absorpcii ozónom vo vysokých vrstvách atmosféry.

Na okraji atmosféry je spektrálne zloženie slnečných lúčov v percentách nasledovné: infračervené lúče 43 %, svetlo 52 a ultrafialové 5 %. Na zemskom povrchu, vo výške slnka 40°, má slnečné žiarenie (podľa N. P. Kalitina) nasledovné zloženie: infračervené lúče 59 %, svetlo 40 a ultrafialové 1 % všetkej energie. Intenzita slnečného žiarenia sa zvyšuje s výškou nad morom a tiež pri kolmom dopade slnečných lúčov, keďže lúče musia prechádzať menšou hrúbkou atmosféry. V ostatných prípadoch bude na povrch dopadať menej slnečného svetla, čím bude slnko nižšie, alebo v závislosti od uhla dopadu lúčov. Napätie slnečného žiarenia klesá v dôsledku oblačnosti, znečistenia ovzdušia prachom, dymom atď.

A v prvom rade dochádza k strate (absorpcii) krátkovlnných lúčov a potom tepelných a svetelných. Žiarivá energia slnka je zdrojom života rastlinných a živočíšnych organizmov na Zemi a najdôležitejším faktorom životného prostredia. vzdušné prostredie. Má rôznorodé účinky na organizmus, ktoré pri optimálnom dávkovaní môžu byť veľmi pozitívne a pri nadmernom (predávkovaní) negatívne. Všetky lúče majú tepelné aj chemické účinky. Navyše pri lúčoch s veľkou vlnovou dĺžkou vystupuje do popredia tepelný efekt a pri kratšej vlnovej dĺžke chemický efekt.

Biologický účinok lúčov na živočíšny organizmus závisí od vlnovej dĺžky a ich amplitúdy: čím sú vlny kratšie, tým častejšie sú ich oscilácie, tým väčšia je energia kvanta a tým silnejšia je reakcia organizmu na takéto žiarenie. Krátkovlnné ultrafialové lúče, keď sú vystavené tkanivám, spôsobujú v nich javy fotoelektrického efektu s výskytom odštiepených elektrónov a kladných iónov v atómoch. Hĺbka prieniku rôznych lúčov do tela nie je rovnaká: infračervené a červené lúče prenikajú niekoľko centimetrov, viditeľné (svetlo) - niekoľko milimetrov a ultrafialové - iba 0,7-0,9 mm; lúče kratšie ako 300 milimikrónov prenikajú do živočíšnych tkanív do hĺbky 2 milimikrónov. S takou nevýznamnou hĺbkou prieniku lúčov majú tieto lúče rôznorodý a významný vplyv na celý organizmus.

Slnečné žiarenie- biologicky veľmi aktívny a neustále pôsobiaci faktor, ktorý má veľký význam pri formovaní množstva funkcií organizmu. Tak napríklad cez oko pôsobia lúče viditeľného svetla na celý organizmus zvierat a spôsobujú nepodmienené a podmienené reflexné reakcie. Infračervené tepelné lúče pôsobia na telo priamo aj prostredníctvom predmetov obklopujúcich zvieratá. Telo zvierat nepretržite absorbuje a samo vyžaruje infračervené lúče (výmena žiarenia), pričom tento proces sa môže výrazne meniť v závislosti od teploty kože zvierat a okolitých predmetov. Najväčšou biologickou aktivitou sa vyznačujú ultrafialové chemické lúče, ktorých kvantá majú oveľa vyššiu energiu ako kvantá viditeľných a infračervených lúčov, pôsobia na organizmus živočíchov humorálnymi a neuroreflexnými dráhami. UV lúče primárne pôsobia na exteroreceptory kože a následne reflexne ovplyvňujú vnútorné orgány, najmä žľazy s vnútorným vylučovaním.

Dlhodobé pôsobenie optimálnych dávok žiarivej energie vedie k prispôsobeniu pokožky, k jej menšej reaktivite. Vplyvom slnečného žiarenia sa zvyšuje rast vlasov, funkcia potných a mazových žliaz, zhrubne zrohovatená vrstva a epidermis, čo vedie k zvýšeniu odolnosti pokožky tela. V koži dochádza k tvorbe biologicky aktívnych látok (histamínu a histamínu podobných látok), ktoré sa dostávajú do krvného obehu. Rovnaké lúče urýchľujú regeneráciu buniek počas hojenia rán a vredov na koži. Pôsobením žiarivej energie, najmä ultrafialových lúčov, vzniká v bazálnej vrstve kože pigment melanín, ktorý znižuje citlivosť pokožky na ultrafialové lúče. Pigment (tan) je ako biologická clona, ​​ktorá prispieva k odrazu a rozptylu lúčov.

Pozitívny vplyv slnečných lúčov ovplyvňuje krv. Ich systematický mierny vplyv výrazne zvyšuje hematopoézu pri súčasnom zvýšení počtu erytrocytov a obsahu hemoglobínu v periférnej krvi. U zvierat po strate krvi alebo po zotavení sa z vážnych chorôb, najmä infekčných, mierna expozícia slnečnému žiareniu stimuluje regeneráciu krvi a zvyšuje jej zrážanlivosť. Od mierneho vystavenia slnečnému žiareniu u zvierat sa výmena plynov zvyšuje. Zväčšuje sa hĺbka a znižuje sa frekvencia dýchania, zvyšuje sa množstvo zavádzaného kyslíka, uvoľňuje sa viac oxidu uhličitého a vodnej pary, čím sa zlepšuje zásobovanie tkanív kyslíkom a zvyšujú sa oxidačné procesy.

Zvýšenie metabolizmu bielkovín sa prejavuje zvýšeným ukladaním dusíka v tkanivách, v dôsledku čoho je rast u mladých zvierat rýchlejší. Nadmerné vystavenie slnečnému žiareniu môže spôsobiť negatívnu bilanciu bielkovín, najmä u zvierat trpiacich akút infekčné choroby, ako aj iné ochorenia sprevádzané zvýšenou telesnou teplotou. Ožarovanie vedie k zvýšenému ukladaniu cukru v pečeni a svaloch vo forme glykogénu. V krvi prudko klesá množstvo podoxidovaných produktov (acetónové telieska, kyselina mliečna atď.), zvyšuje sa tvorba acetylcholínu a normalizuje sa metabolizmus, čo je obzvlášť dôležité pre vysoko produktívne zvieratá.

U podvyživených zvierat sa intenzita metabolizmu tukov spomaľuje a ukladanie tukov sa zvyšuje. Intenzívne osvetlenie u obéznych zvierat naopak zvyšuje metabolizmus tukov a spôsobuje zvýšené spaľovanie tukov. Preto by sa polomastný a mastný výkrm zvierat mal uskutočňovať v podmienkach menšieho množstva slnečného žiarenia.

Pod vplyvom ultrafialových lúčov slnečného žiarenia, ktoré sa nachádzajú v kŕmne rastliny ergosterol a dehydrocholesterol sa v koži zvierat premieňajú na aktívne vitamíny D 2 a D 3, ktoré zlepšujú metabolizmus fosforu a vápnika; negatívna bilancia vápnika a fosforu sa mení na pozitívnu, čo prispieva k ukladaniu týchto solí v kostiach. Slnečné žiarenie a umelé ožarovanie ultrafialovými lúčmi je jednou z účinných moderných metód prevencie a liečby rachitídy a iných chorôb zvierat spojených s poruchami metabolizmu vápnika a fosforu.

Slnečné žiarenie, najmä svetlo a ultrafialové lúče, je hlavným faktorom spôsobujúcim sezónnu sexuálnu periodicitu u zvierat, pretože svetlo stimuluje gonadotropnú funkciu hypofýzy a iných orgánov. Na jar, v období zvýšenej intenzity slnečného žiarenia a svetelnej expozície, sa u väčšiny živočíšnych druhov spravidla zintenzívňuje sekrécia pohlavných žliaz. Zvýšenie sexuálnej aktivity u tiav, oviec a kôz sa pozoruje so skrátením denného svetla. Ak sa ovce chovajú v zatemnených miestnostiach v apríli až júni, ich estrus nepríde na jeseň (ako obvykle), ale v máji. Nedostatok svetla u rastúcich zvierat (počas rastu a puberty) vedie podľa K. V. Svechina k hlbokým, často nezvratným kvalitatívnym zmenám pohlavných žliaz a u dospelých zvierat znižuje sexuálnu aktivitu a plodnosť alebo spôsobuje dočasnú neplodnosť.

Viditeľné svetlo alebo stupeň osvetlenia má významný vplyv na vývoj vajíčok, ruje, dĺžku hniezdneho obdobia a graviditu. Na severnej pologuli je obdobie rozmnožovania zvyčajne krátke a na južnej pologuli najdlhšie. Pod vplyvom umelé osvetlenie zvierat, trvanie ich gravidity sa skracuje z niekoľkých dní na dva týždne. Účinok viditeľných svetelných lúčov na pohlavné žľazy sa dá v praxi široko využiť. Experimenty uskutočnené v laboratóriu hygieny zvierat VIEV dokázali, že osvetlenie priestorov geometrickým koeficientom 1:10 (podľa KEO, 1,2-2%) v porovnaní s osvetlením 1:15-1:20 a nižším (podľa KEO, 0,2 -0,5%) pozitívne ovplyvňuje klinický a fyziologický stav gravidných prasníc a prasiatok do 4 mesiacov veku, poskytuje silné a životaschopné potomstvo. Prírastok hmotnosti prasiatok sa zvyšuje o 6% a ich bezpečnosť o 10-23,9%.

Slnečné lúče, najmä ultrafialové, fialové a modré, zabíjajú alebo oslabujú životaschopnosť mnohých patogénnych mikroorganizmov, oneskorujú ich rozmnožovanie. Slnečné žiarenie je teda silný prírodný dezinfekčný prostriedok vonkajšieho prostredia. Pod vplyvom slnečného žiarenia sa zvyšuje celkový tonus tela a jeho odolnosť voči infekčným chorobám, ako aj špecifické imunitné reakcie (P. D. Komarov, A. P. Onegov atď.). Je dokázané, že mierne ožarovanie zvierat počas vakcinácie prispieva k zvýšeniu titra a iných imunitných teliesok, zvýšeniu fagocytárneho indexu a naopak, intenzívne ožarovanie znižuje imunitné vlastnosti krvi.

Zo všetkého povedaného vyplýva, že nedostatok slnečného žiarenia treba považovať za veľmi nepriaznivý vonkajší stav pre zvieratá, u ktorých sú zbavené najdôležitejšieho aktivátora fyziologických procesov. Z tohto dôvodu by mali byť zvieratá umiestnené v dosť svetlých miestnostiach, mali by sa pravidelne hýbať a v lete by sa mali držať na pastvinách.

Pridelenie prirodzeného osvetlenia v priestoroch sa vykonáva podľa geometrických alebo svetelných metód. V praxi stavania budov pre hospodárske zvieratá a hydinu sa používa hlavne geometrická metóda, podľa ktorej sú normy prirodzeného osvetlenia určené pomerom plochy okien (sklo bez rámov) k podlahovej ploche. Napriek jednoduchosti geometrickej metódy však normy osvetlenia nie sú pomocou nej presne nastavené, pretože v tomto prípade nezohľadňujú svetelné a klimatické vlastnosti rôznych geografických oblastiach. Pre viac presná definícia osvetlenie v miestnostiach použiť metódu osvetlenia alebo definíciu faktor denného osvetlenia(KEO). Koeficient prirodzeného osvetlenia je pomer osvetlenia miestnosti (meraný bod) k vonkajšiemu osvetleniu v horizontálna rovina. KEO je odvodené podľa vzorca:

K = E:E n ⋅100 %

kde K je koeficient prirodzeného svetla; E - osvetlenie v miestnosti (v luxoch); E n - vonkajšie osvetlenie (v luxoch).

Je potrebné mať na pamäti, že nadmerné používanie slnečného žiarenia, najmä v dňoch s vysokým slnečným žiarením, môže spôsobiť značné škody zvieratám, najmä spôsobiť popáleniny, ochorenia očí, úpal atď. Citlivosť na slnečné svetlo sa výrazne zvyšuje od zavedenia do v tele tzv. senzibilizátorov (hematoporfyrín, žlčové pigmenty, chlorofyl, eozín, metylénová modrá atď.). Predpokladá sa, že tieto látky akumulujú krátkovlnné lúče a menia ich na dlhovlnné s absorpciou časti energie uvoľnenej tkanivami, v dôsledku čoho sa zvyšuje reaktivita tkaniva.

Spálenie od slnka u zvierat sa častejšie pozoruje na miestach tela s jemnou, malou srsťou, nepigmentovanou pokožkou v dôsledku vystavenia teplu (slnečný erytém) a ultrafialovým lúčom (fotochemický zápal kože). Kone úpal zaznamenané na nepigmentovaných oblastiach pokožky hlavy, pier, nozdier, krku, slabín a končatín a u hovädzieho dobytka na koži ceckov a perinea. V južných oblastiach je u ošípaných bielej farby možné spálenie slnkom.

Silné slnečné žiarenie môže spôsobiť podráždenie sietnice, rohovky a cievnych membrán oka a poškodenie šošovky. Pri dlhotrvajúcom a intenzívnom žiarení dochádza k keratitíde, zakaleniu šošovky a poruche akomodácie videnia. Rušenie ustajnenia sa častejšie pozoruje u koní, ak sú chované v stajniach s nízkymi oknami orientovanými na juh, o ktoré sú priviazané kone.

Úpal vzniká v dôsledku silného a dlhotrvajúceho prehriatia mozgu, najmä tepelnými infračervenými lúčmi. Tie prenikajú do pokožky hlavy a lebky, dostávajú sa do mozgu a spôsobujú hyperémiu a zvýšenie jeho teploty. Výsledkom je, že zviera najprv objaví útlak a potom vzrušenie, sú narušené dýchacie a vazomotorické centrá. Zaznamenáva sa slabosť, nekoordinované pohyby, dýchavičnosť, zrýchlený pulz, hyperémia a cyanóza slizníc, chvenie a kŕče. Zviera nezostane na nohách, padá na zem; ťažké prípady často končia smrťou zvieraťa s príznakmi ochrnutia srdca alebo dýchacieho centra. Úpal je obzvlášť závažný, ak je kombinovaný s úpalom.

Na ochranu zvierat pred priamym slnečným žiarením je potrebné držať ich v tieni počas najväčších horúčav dňa. Aby sa predišlo úpalu, najmä u pracujúcich koní, nosia sa čelenky z bieleho plátna.