Сонячна радіація та її гігієнічне значення

Вся органічне життя на Землі зобов'язана своїм походженням променевої енергії Сонця, яка нагріває земну поверхню викликає випаровування вологи і сприяє утворенню повітряних течій і виникнення інших природних явищ фізичного характеру. По фізичній суті вона являє собою потік електромагнітних коливань, що поширюються прямолінійно зі швидкістю 300000 км / сек, з довжиною хвилі від 290 нм до 30000 нм. При цьому виявилося, що будь-яке електромагнітне випромінювання має не тільки хвильовими, але і корпускулярними властивостями, що виражаються в тому, що при всіх взаємодіях з речовиною поглинання і випускання відбуваються окремими порціями - квантами, причому, згідно з формулою Планка, існує певна залежність між енергією кванта і частотою коливань (квантова постійна). Відповідно до цього чим більше величина енергії кванта випромінювання, тим коротше довжина хвилі.

Рис. 2. Залежність між висотою стояння сонця і довжиною шляху, прохідного сонячними променями в атмосфере.S1 - Сонце в зеніте- S4 - Сонце на горизонті

Оскільки промениста енергія сонця, досягаючи земної поверхні, трансформується в теплову, прийнято про її інтенсивності судити за кількістю поглиненого тепла в малих калоріях на 1 см² за хвилину. Використовуючи цей показник, вдалося встановити, що в природних умовах постійно відбуваються коливання напруженості променевої енергії сонця. На неї впливають висота стояння сонця, кут падіння сонячних променів і прозорість атмосфери. Про залежність інтенсивності випромінювання від висоти стояння сонця дає чітке уявлення рис. 2. Коли сонце в зеніті, воно знаходиться на найбільш близькій відстані від землі і шлях променів найкоротший. На заході навпаки - найдовший (збільшення в 30-32 рази). Зрозуміло, що чим більшу масу атмосфери проходять промені, тим більше вони розсіюються і поглинаються і тим менше їх кількість доходить до поверхні землі. Залежність від кута падіння обумовлюється тим, на якій ділянці земної поверхні розподіляється один і той же потік сонячних променів. Абсолютно ясно, що при перпендикулярному падінні він займе найменшу поверхню і його інтенсивність тут буде більше, ніж при похилому.

Нарешті, як було зазначено, при проходженні через атмосферу променистий потік частково розсіюється, частково поглинається. У той час як перші два фактори впливають завжди однаково, останній з них є змінним, залежним від наявності водяної пари і забрудненості атмосфери димом і пилом. Встановлено, що якщо напруга сонячної радіації при абсолютній прозорості атмосфери, дорівнює 2 кал / см²/ Хв (сонячна постійна), то масою атмосфери ця величина значно зменшується, причому фактично землі досягає залежно від впливу зазначених факторів від 43 до 75% променевої енергії.

Поряд зі змінами інтенсивності сонячної радіації мають місце також і коливання її спектрального складу.

Земна атмосфера володіє виборчими властивостями в відносин поглинання і розсіювання сонячної радіації, ослаблення якої відбувається головним чином внаслідок поглинання її водяними парами і частково вуглекислотою атмосферного повітря. Чим більше водяної пари в повітрі, тим менше інфрачервоних променів сонця досягає земної поверхні.

Найменшим змінам піддається видима частина сонячного спектра, коливання якої мають місце внаслідок різної висоти сонцестояння, ступеня прозорості атмосферного повітря і величини розсіювання сонячних променів.

Про співвідношення між спектральним складом сонячних променів до вступу в атмосферу і по досягненні земної поверхні дає уявлення табл. 4.

Сторінки: 123