Солнечная радиация

Реферат

на тему

СОЛНЕЧНАЯ РАДИАЦИЯ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Солнечная радиация — электромагнитное и корпускулярное излучение Солнца.

Солнечная радиация измеряется по её тепловому действию и интенсивности. В целом, Земля получает от Солнца менее 0,5×10-9 от его излучения.

Электромагнитная составляющая солнечной радиации распространяется со скоростью света и проникает в земную атмосферу. До земной поверхности солнечная радиация доходит в виде прямой и рассеянной радиации. Всего Земля получает от Солнца менее одной двухмиллиардной его излучения. Спектральный диапазон электромагнитного излучения Солнца очень широк — от радиоволн до рентгеновских лучей — однако максимум его интенсивности приходится на видимую (жёлто-зелёную) часть спектра.

Существует также корпускулярная часть солнечной радиации, состоящая преимущественно из протонов, движущихся от Солнца со скоростями 300—1500 км/с (см. Солнечный ветер). Во время солнечных вспышек образуются также частицы больших энергий (в основном протоны и электроны), образующие солнечную компоненту космических лучей.

Солнечная радиация — главный источник энергии для всех физико-географических процессов, происходящих на земной поверхности и в атмосфере. Количество солнечной радиации зависит от высоты солнца, времени года, прозрачности атмосферы. Для измерения солнечной радиации служат актинометры и пиргелиометры. Интенсивность солнечной радиации обычно измеряется по её тепловому действию и выражается в калориях на единицу поверхности за единицу времени.

Солнечная радиация сильно влияет на Землю только в дневное время, безусловно — когда Солнце находится над горизонтом. Также солнечная радиация очень сильна вблизи полюсов, в период полярных дней, когда Солнце даже в полночь находится над горизонтом. Однако зимой в тех же местах Солнце вообще не поднимается над горизонтом, и поэтому не влияет на регион. Солнечная радиация не блокируется облаками, и поэтому всё равно поступает на Землю (при непосредственном нахождении Солнца над горизонтом). Солнечная радиация - это сочетание ярко-жёлтого цвета Солнца и тепла, тепло проходит и сквозь облака. Солнечная радиация передаётся на Землю посредством излучения, а не методом теплопроводности.

Сумма радиации, полученной небесным телом, зависит от расстояния между планетой и звездой — при увеличении расстояния вдвое количество радиации, поступающее от звезды на планету уменьшается вчетверо (пропорционально квадрату расстояния между планетой и звездой). Таким образом, даже небольшие изменения расстояния между планетой и звездой (зависит от эксцентриситета орбиты) приводят к значительному изменению количества поступающей на планету радиации. Эксцентриситет земной орбиты тоже не является постоянным - с течением тысячелетий он меняется, периодически образуя то практически идеальную круг, иногда же эксцентриситет достигает 5% (в настоящее время он равен 1,67%), то есть в перигелии Земля получает в настоящее время в 1,033 больше солнечной радиации, чем в афелии, а при наибольшем эксцентриситете - более чем в 1,1 раза. Однако гораздо более сильно количество поступающей солнечной радиации зависит от смен времён года — в настоящее время общее количество солнечной радиации, поступающее на Землю, остаётся практически неизменным, но на широтах 65 С.Ш. (широта северных городов России, Канады) летом количество поступающей солнечной радиации более чем на 25% больше, чем зимой. Это происходит из-за того, что Земля по отношению к Солнцу наклонена под углом 23,3 градуса. Зимние и летние изменения взаимно компенсируются, но тем не менее по росту широты места наблюдения всё больше становится разрыв между зимой и летом, так, на экваторе разницы между зимой и летом нет. За Полярным кругом же летом поступление солнечной радиации очень высоко, а зимой очень мало. Это формирует климат на Земле. Кроме того, периодические изменения эксцентриситета орбиты Земли могут приводить к возникновению различных геологических эпох: к примеру, ледникового периода.

Влияние солнечной радиации на биосферу, в том числе и на человека, изучал Александр Леонидович Чижевский (1897 — 1964 гг.). Его исследования влияния космических факторов на процессы в биосфере и обоснование положения о зависимости между циклами Солнца и многими явлениями в живой природе заложили основы отечественной космической биологии. 
Наиболее детально им была исследована связь между солнечной активностью и распространением инфекционных болезней, проявлениями нервно-психических заболеваний и смертностью населения главным образом от острых сердечно-сосудистых заболеваний, частотой неинфекционных заболеваний, травматизма, миграцией животных, размножением патогенных и непатогенных микробов. Им установлено, что до восхода Солнца у человека повышается реакция флюккуляции — осаждение белков-альбуминов в сыворотке крови, что связано с воздействием на кровь потока элементарных частиц. Обнаружена зависимость между солнечными вспышками и относительным увеличением лейкоцитов, что особенно выражено в приполярных областях, увеличением частоты сердечно-сосудистых и сосудисто-мозговых нарушений. 
Замечено, что повышение солнечной радиации увеличивает процент аварий на транспорте, число первичных проявлений психических заболеваний, ухудшает общее состояние у болеющих людей и т. д. 
Наиболее активной в биологическом отношении является ультрафиолетовая часть солнечного спектра. 
Ультрафиолетовые лучи, попадая на кожу, которая является обширным рецепторным полем, вызывают местные изменения тканевых и клеточных белков, а воздействуя на рецепторы кожи, рефлекторным путем влияют на весь организм. Под действием ультрафиолетовых лучей, оказывающих фотохимический эффект, образуются биологически активные вещества (гистамин, серо-тонин и др.). Они стимулируют многие физиологические функции, что проявляется в общеоздоровительном, тонизирующем и профилактическом действии солнечного излучения на организм. 
Общестимулирую-щее действие ультрафиолетовых лучей связано с их воздействием на белковый обмен в организме. В результате этого воздействия стимулируется противомикробная защита организма, увеличивается содержание гемоглобина, улучшаются бактерицидные свойства крови и т. д. 
Малые дозы ультрафиолетовых лучей улучшают умственную работоспособность, физическую активность, способствуют заживлению ран, усиливая эпителизацию раневой поверхности, а также активизируют ферментативные процессы, повышают основной обмен веществ, устойчивость к инфекциям и т. д. 
Ультрафиолетовые лучи способствуют образованию витамина D, который участвует в фосфорно-кальциевом обмене, обеспечивая проницаемость слизистой оболочки кишечника для ионов кальция, их всасывание и усвоение. Кальций определяет проницаемость клеточных мембран, принимает участие в свертываемости крови, является необходимым материалом для роста костей. Фосфор входит в состав нуклеиновых кислот, фосфопротеидов, многих клеточных компонентов. Уменьшение витамина D сопровождается нарушениями свертывания крови, слабостью мышечной системы, ломкостью костей, нарушениями процесса окостенения, близорукостью. 
Велико бактерицидное действие ультрафиолетовых лучей. Так, К. А. Тимирязев проделал следующий опыт. 
На пластинке желатина — питательной среде для микробов — делается посев бактерий, например тифа. Пластинка покрывается непрозрачной для солнечных лучей пленкой, на которой вырезается какое-либо слово, например «тиф». Затем пластинку выставляют на солнце. 
В тех местах, где непрозрачная пленка мешает доступу солнечных лучей, бактерии активно размножаются, благодаря чему желатин делается мутным и покрывается налетом. А там, где сквозь прорези букв на пластинку попадают лучи солнца, бактерии погибают, желатин остается прозрачным и на пленке явственно выступает написанное слово. 
Каков же механизм действия ультрафиолетовых лучей? 
Вначале заметно раздражение бактерий, утрата способности к многократному воспроизведению вследствие нарушения обмена нуклеиновых кислот, затем происходит коагуляция белков и наступает гибель. Молодые бактерии более чувствительны к ультрафиолетовым лучам. Под их действием погибают стафилококки, стрептококки, вирусы гриппа, холерный вибрион, палочка туберкулеза, грибы и их споры, кишечная палочка. Лучи разрушают токсины, т. е. продукты жизнедеятельности столбняка, дизентерии, брюшного тифа, золотистого стафилококка. 
Это замечательное свойство ультрафиолетовых лучей относят к одному из механизмов самоочищения.