Saulei ir svarīga loma mums uz Zemes. Tas nodrošina planētu un visu uz tās esošos svarīgus faktorus, piemēram, gaismu un siltumu. Bet kas ir saules starojums, saules gaismas spektrs, kā tas viss ietekmē mūs un globālo klimatu kopumā?
Kas ir saules starojums?
Sliktas domas parasti nāk prātā, domājot par vārdu "starojums". Taču saules starojums patiesībā ir ļoti laba lieta – tā ir saules gaisma! Katra dzīvā būtne uz Zemes ir atkarīga no viņa. Tas ir nepieciešams izdzīvošanai, sasilda planētu, nodrošina barību augiem.
Saules starojums ir visa gaisma un enerģija, kas nāk no saules, un ir daudz dažādu tā formu. Elektromagnētiskajā spektrā izšķir dažāda veida gaismas viļņus, ko izstaro saule. Tie ir kā viļņi, ko redzat okeānā: tie pārvietojas augšup un lejup un no vienas vietas uz otru. Saules izpētes spektram var būt dažāda intensitāte. Atšķirtultravioletais, redzamais un infrasarkanais starojums.
Gaisma kustina enerģiju
Saules starojuma spektrs tēlaini atgādina klavieru klaviatūru. Tā vienā galā ir zemas notis, bet otrā galā ir augstas notis. Tas pats attiecas uz elektromagnētisko spektru. Vienā galā ir zemas frekvences, bet otrā galā ir augstas frekvences. Zemas frekvences viļņi ir gari noteiktā laika periodā. Tās ir tādas lietas kā radars, televīzijas un radio viļņi. Augstas frekvences starojums ir augstas enerģijas viļņi ar īsu viļņa garumu. Tas nozīmē, ka pats viļņa garums noteiktā laika periodā ir ļoti īss. Tie ir, piemēram, gamma stari, rentgena stari un ultravioletie stari.
Varat domāt šādi: zemas frekvences viļņi ir kā kāpšana kalnā ar pakāpenisku kāpumu, savukārt augstas frekvences viļņi ir kā strauja kāpšana stāvā, gandrīz vertikālā kalnā. Katra kalna augstums ir vienāds. Elektromagnētiskā viļņa frekvence nosaka, cik daudz enerģijas tas nes. Elektromagnētiskie viļņi, kas ir garāki un tāpēc ar zemākām frekvencēm, pārvadā daudz mazāk enerģijas nekā tie, kuriem ir īsāks viļņu garums un augstākas frekvences.
Tāpēc rentgenstari un ultravioletais starojums var būt bīstami. Tie nes tik daudz enerģijas, ka, nonākot jūsu ķermenī, tie var bojāt šūnas un izraisīt tādas problēmas kā vēzis un DNS izmaiņas. Tādas lietas kā radio un infrasarkanie viļņi, kas pārvadā daudz mazāk enerģijas, faktiski neietekmēmums nav nekādas ietekmes. Tas ir labi, jo jūs noteikti nevēlaties pakļaut sevi riskam, vienkārši ieslēdzot stereo.
Redzamā gaisma, ko mēs un citi dzīvnieki varam redzēt ar acīm, atrodas gandrīz spektra vidū. Mēs neredzam citus viļņus, bet tas nenozīmē, ka to nav. Faktiski kukaiņi var redzēt ultravioleto gaismu, bet ne mūsu redzamo gaismu. Ziedi viņiem izskatās pavisam savādāk nekā mums, un tas viņiem palīdz uzzināt, kurus augus apmeklēt un no kuriem turēties tālāk.
Visas enerģijas avots
Mēs uztveram saules gaismu kā pašsaprotamu, taču tā tam nav jābūt, jo patiesībā visa enerģija uz Zemes ir atkarīga no šīs lielās, spilgtās zvaigznes mūsu Saules sistēmas centrā. Un, kamēr esam tajā, mums arī jāpateicas mūsu atmosfērai, jo tā absorbē daļu starojuma, pirms tā sasniedz mūs. Tas ir svarīgs līdzsvars: pārāk daudz saules gaismas un Zeme kļūst karsta, pārāk maz, un tā sāk sas alt.
Izejot cauri atmosfērai, Saules starojuma spektrs netālu no Zemes virsmas dod enerģiju dažādās formās. Vispirms apskatīsim dažādus veidus, kā to pārsūtīt:
- Vadītspēja (vadītspēja) ir tad, kad enerģija tiek pārnesta no tieša kontakta. Kad jūs apdedzinat roku ar karstu pannu, jo esat aizmirsis uzvilkt cepeškrāsns dūraiņu, tā ir vadītspēja. Virtuves trauki tiešā saskarē pārnes siltumu uz jūsu roku. Turklāt, kad jūsu kājas no rīta pieskaras aukstajām flīzēm vannas istabā, tās tiešā saskarē pārnes siltumu uz grīdu -vadītspēja darbībā.
- Izkliede ir tad, kad enerģija tiek pārnesta caur strāvām šķidrumā. Tā var būt arī gāze, bet process tik un tā ir vienāds. Kad šķidrums tiek uzkarsēts, molekulas ir satrauktas, izkliedētas un mazāk blīvas, tāpēc tām ir tendence celties. Kad tie atdziest, tie atkal nokrīt, radot mobilo sakaru strāvas ceļu.
- Radiācija (starojums) ir tad, kad enerģija tiek pārraidīta elektromagnētisko viļņu veidā. Padomājiet par to, cik labi ir sēdēt pie ugunskura un sajust, kā no tā uz jums izstaro gaidīto siltumu – tas ir starojums. Radioviļņi, gaismas un karstuma viļņi var pārvietoties no vienas vietas uz otru bez jebkādu materiālu palīdzības.
Saules starojuma pamata spektri
Saulei ir atšķirīgs starojums: no rentgena līdz radioviļņiem. Saules enerģija ir gaisma un siltums. Tās sastāvs:
- 6–7% UV gaismas,
- apmēram 42% redzamās gaismas,
- 51% NIR.
Mēs saņemam saules enerģiju ar intensitāti 1 kilovats uz kvadrātmetru jūras līmenī daudzas stundas dienā. Apmēram puse no starojuma atrodas elektromagnētiskā spektra redzamajā īsviļņu garuma daļā. Otra puse atrodas tuvajā infrasarkanajā starā un nedaudz ultravioletajā starā.
UV starojums
Tas ir ultravioletais starojums Saules spektrā, kura intensitāte ir lielāka nekā citiem: līdz 300-400 nm. Šī starojuma daļa, ko neuzsūc atmosfērarada saules vai saules apdegumus cilvēkiem, kuri ilgu laiku ir bijuši saules gaismā. UV starojumam saules gaismā ir gan pozitīva, gan negatīva ietekme uz veselību. Tas ir galvenais D vitamīna avots.
Redzams starojums
Saules spektrā redzamajam starojumam ir vidēja intensitāte. Kvantitatīvie aprēķini par plūsmu un tās spektrālā sadalījuma izmaiņām elektromagnētiskā spektra redzamajā un tuvajā infrasarkanajā diapazonā ir ļoti interesanti Saules un zemes ietekmes izpētē. Diapazons no 380 līdz 780 nm ir redzams ar neapbruņotu aci.
Iemesls ir tāds, ka lielākā daļa saules starojuma enerģijas ir koncentrēta šajā diapazonā un nosaka Zemes atmosfēras termisko līdzsvaru. Saules gaisma ir galvenais faktors fotosintēzes procesā, ko izmanto augi un citi autotrofiski organismi, lai pārvērstu gaismas enerģiju ķīmiskā enerģijā, ko var izmantot kā degvielu ķermenim.
Infrasarkanais starojums
Infrasarkanais spektrs, kas aptver no 700 nm līdz 1 000 000 nm (1 mm), satur svarīgu elektromagnētiskā starojuma daļu, kas sasniedz Zemi. Infrasarkanajam starojumam saules spektrā ir trīs intensitātes veidi. Zinātnieki iedala šo diapazonu 3 veidos, pamatojoties uz viļņa garumu:
- A: 700–1400 nm.
- B: 1400–3000 nm.
- C: 3000-1mm.
Secinājums
Daudzidzīvniekiem (ieskaitot cilvēkus) jutība ir aptuveni 400-700 nm diapazonā, un, piemēram, cilvēkiem izmantojamais krāsu redzes spektrs ir aptuveni 450-650 nm. Papildus efektiem, kas rodas saulrieta un saullēkta laikā, spektrālais sastāvs galvenokārt mainās atkarībā no tā, cik tiešā veidā saules gaisma skar zemi.
Ik pēc divām nedēļām Saule apgādā mūsu planētu ar pietiekami daudz enerģijas visam gadam. Šajā sakarā saules starojums arvien vairāk tiek uzskatīts par alternatīvu enerģijas avotu.
